Polymer-coatede guld nanosfærer svækker ikke den medfødte immunfunktion af humane B-lymfocytter

I løbet af de sidste 20 år, brugen af ​​nanopartikler i medicin er steget støt. Imidlertid, deres sikkerhed og virkning på det menneskelige immunsystem er fortsat en vigtig bekymring. Ved at teste en række guld nanopartikler, forskere ved Universitetet i Genève (UNIGE) og samarbejdspartnere giver det første bevis på deres indvirkning på humane B-lymfocytter - de immunceller, der er ansvarlige for antistofproduktion. Brugen af ​​disse nanopartikler forventes at forbedre effektiviteten af ​​farmaceutiske produkter og samtidig begrænse potentielle negative virkninger.

Disse resultater, offentliggjort i tidsskriftet ACS Nano , kunne føre til udvikling af mere målrettede og bedre tolererede behandlinger, især inden for onkologi. Metoden gør det også muligt at teste enhver nanopartikels biokompatibilitet på et tidligt tidspunkt i udviklingen af ​​et nyt nanolægemiddel.

Ansvarlig for produktion af antistoffer, B-lymfocytter er en afgørende del af det menneskelige immunsystem, og derfor et interessant mål for udviklingen af ​​forebyggende og terapeutiske vacciner. Imidlertid, for at nå deres mål, Vacciner skal nå B-lymfocytter hurtigt uden at blive ødelagt, gør brugen af ​​nanopartikler særlig interessant.

"Nanopartikler kan danne et beskyttende vehikel for vacciner - eller andre lægemidler - for specifikt at levere dem, hvor de kan være mest effektive, mens du skåner andre celler, " forklarer Carole Bourquin, professor ved UNIGEs fakulteter for medicin og naturvidenskab, som var med til at lede denne undersøgelse. "Denne målretning tillader også brugen af ​​en lavere dosis immunstimulerende middel, samtidig med at den opretholder et effektivt immunrespons. Det øger dets effektivitet, mens det reducerer bivirkninger, forudsat at nanopartiklerne er uskadelige for alle immunceller."

Lignende undersøgelser er allerede blevet udført for andre immunceller såsom makrofager, som opsøger og interagerer med nanopartikler, men aldrig før for de mindre, og sværere at håndtere, B-lymfocytter.

Guld er et ideelt materiale

Guld er en fremragende kandidat til nanomedicin på grund af dets særlige fysisk-kemiske egenskaber. Godt tolereret af kroppen og let formbar, dette metal absorberer lys og frigiver derefter varme, en egenskab, der kan udnyttes i onkologien.

"Guldnanopartikler kan bruges til at målrette tumorer. Når de udsættes for en lyskilde, nanopartiklerne frigiver varme og ødelægger nabokræftceller. Vi kunne også vedhæfte et lægemiddel til overfladen af ​​nanopartiklerne for at blive leveret til et bestemt sted, " forklarer UNIGE-forsker Sandra Hočevar. "For at teste deres sikkerhed og den bedste formel til medicinsk brug, vi har skabt guldkugler med eller uden polymerbelægning, samt guldstænger for at udforske effekterne af belægning og form. Vi eksponerede derefter humane B-lymfocytter for vores partikler i 24 timer for at undersøge aktiveringen af ​​immunresponset."

Ved at følge aktiveringsmarkører udtrykt på overfladen af ​​B-celler, forskerne var i stand til at bestemme, hvor meget deres nanopartikler aktiverede eller hæmmede immunresponset. Selvom ingen af ​​de testede nanopartikler viste negative virkninger, deres indflydelse på immunresponset var forskellig afhængigt af deres form og tilstedeværelsen af ​​en polymeroverfladebelægning.

"Overfladeegenskaber, samt nanopartikelmorfologi, afgjort er vigtige, når det kommer til nanopartikel-celle-interaktionen. Interessant nok, guld nanoroderne hæmmede immunresponset i stedet for at aktivere det, sandsynligvis ved at forårsage interferens på cellemembranen, eller fordi de er tungere, siger Martin Clift, en lektor i nanotoksikologi og in vitro-systemer ved Swansea University Medical School, og projektets medleder.

Uovertrukne sfæriske partikler aggregerer let og er derfor ikke egnede til biomedicinsk brug. På den anden side, guldkugler belagt med en beskyttende polymer er stabile og forringer ikke B-lymfocytfunktionen. "Og vi kan nemt placere vaccinen eller lægemidlet, der skal leveres til B-lymfocytterne i denne belægning, " siger Carole Bourquin. "Desuden, vores undersøgelse etablerede en metode til at vurdere sikkerheden af ​​nanopartikler på B-lymfocytter, noget, der aldrig var blevet gjort før. "Dette kan være særligt nyttigt for fremtidig forskning, da brugen af ​​nanopartikler i medicin stadig kræver klare retningslinjer."

B-celler er kernen i vaccinerespons, men også på andre områder som onkologi og autoimmune sygdomme. Guldnanopartiklerne udviklet af forskerne kunne gøre det muligt at levere eksisterende lægemidler direkte til B-lymfocytter for at reducere den nødvendige dosering og potentielle bivirkninger. Faktisk, undersøgelser af patienter er allerede ved at blive udført til behandling af hjernetumorer. Guld nanopartikler kan gøres små nok til at krydse blod-hjerne-barrieren, gør det muligt for specifikke antitumorlægemidler at blive leveret direkte ind i kræftcellerne.