Nanopartikler klikker på immunceller for at gøre en dybere penetration i tumorer

IBS-forskere har rapporteret en ny målretningsstrategi, der tillader dyb tumorindtrængning af nanopartikler fyldt med lægemidler. De inducerede koblingen af ​​immuncelle-målrettede antistoffer til lægemiddelbelastede nanopartikler på cellerne, i stedet for at optage dem i cellerne eller bruge antistof-nanopartikelkonjugater.

Små nanobotter flyder gennem kroppen for at reparere beskadigede celler. Når det engang skulle betragtes som science fiction, disse mikrorobotter er ved at blive en realitet med en lang række eksperimentelle forsøg. Det menes generelt, at nanopartikler er så små, at de kan færdes frit rundt i hele kroppen efter administration. Imidlertid, dette er kun delvist sandt. I en tumor, nanopartikler kan kun trænge ind i tumorer så dybt som 100 µm fra karrene. Spredningen af ​​nanopartikler kan også forhindres af flere barrierer, såsom tæt tumorvæv, højt interstitielt tryk, og inhomogen vaskulær fordeling. Dermed, kræftceller placeret dybt i vævet kan overleve, resulterer i gentagelse.

Interessant nok, det er rapporteret, at immunceller har en tendens til at akkumulere ved dybe tumorer. Som tumorer vokser blodtilførslen, immunceller rekrutteres fortrinsvis til et tumormikromiljø for at understøtte blodtilførslen til tumorer og omdannelse af væv. Der har været flere forsøg på at bruge immunceller til at levere kræftbekæmpende midler til de regioner, der er utilgængelige ved konventionelle målretningstilgange. Da de fleste af dem kræver tidskrævende manipulationer at udtrække, dyrke, og injicere celler, denne ex vivo -proces sænker behandlingens effektivitet. Andre undersøgte måder at have antistof, der bærer nanopartikler, målretter mod immunceller. Igen, denne fremgangsmåde viser sig ineffektiv, da nanopartikler fylder op med kemoterapimedicinen og ikke kan nå betegnelserne effektivt.

I et papir udgivet i Journal of the American Chemical Society , det fælles forskerhold ledet af direktør Taeghwan Hyeon ved Center for Nanopartikler inden for Institute for Basic Science (IBS) i Daejeon, Dr. Seung-Hae Kwon ved Korea Basic Science Institute i Seoul, og prof. Nohyun Lee ved Kookmin University i Seoul, Sydkorea rapporterede om en ny målretningsstrategi, der tillader dyb tumorindtrængning af nanopartikler fyldt med lægemidler. De brugte en "klikreaktion, "en kemisk reaktion, der let forbinder molekylære byggesten, ligesom to stykker af et sikkerhedssele" klikker "for at spænde." Vores idé var at fremkalde kobling af immuncelle-målrettede antistoffer til lægemiddelbelastede nanopartikler på cellerne, i stedet for at optage dem i cellerne eller bruge antistof-nanopartikelkonjugater. De fleste andre undersøgelser gjorde det og gav ikke tilfredsstillende resultater, "bemærker professor Nohyun Lee, den tilsvarende forfatter til undersøgelsen.

I en klikreaktion, kemiske reagenser muliggør en let forbindelse af unaturlige kemiske grupper til ethvert sted i et målprotein med høj stedselektivitet. I undersøgelsen, forskere brugte klikreaktionen mellem trans-cycloocten og tetrazin. Trans-cycloocten-funktionaliserede antistoffer injiceres i mus for at mærke tumorinfiltrerende immunceller. Efter en vis tid, tetrazin-funktionaliserede mesoporøse silica-nanopartikler administreres, så de "klikker" for at linke til immunceller. "Denne klikreaktionsassisterede immuncellemålretning (CRAIT) strategi" invaderede "med succes de påtænkte områder:Fluorescensbilleddannelse i realtid af tumorvævet viser, at motile immunceller transporterer nanopartiklerne som vist i figur 2. Sammenlignet med passiv målretning, CRAIT -metoden medførte en dobbelt reduktion i tumorbyrden i aggressive brystkræftmodeller, "forklarer Dr. Soo Hong Lee, undersøgelsens første forfatter. Nanopartiklerne fyldt med et lægemiddel mod kræft, doxorubicin, påvirkede ikke cellernes levedygtighed og migration.

Direktør Taeghwan Hyeon, siger den tilsvarende forfatter til undersøgelsen, "Den intratumorale distribution af nanopartikler leveret med CRAIT -metoden var nøglen til at overvinde begrænsningerne ved konventionelle leveringsmetoder. Denne undersøgelse vil udvide anvendelsen af ​​nanomedicin."

Da CRAIT -metoden er afhængig af klikreaktionen, det kan anvendes på forskellige leveringskøretøjer, herunder miceller, liposomer, og andre nanopartikler. Derudover hvis der findes tilstrækkelige antistoffer forskellige cirkulerende celler kan bruges som leveringskøretøjer. Fordi de cirkulerende celler er involveret i forskellige inflammatoriske sygdomme, dækningen af ​​CRAIT -metoden er ikke begrænset til kræft. Den alsidige CRAIT -metode er enkel, som kræver modifikation af antistoffer og nanopartikler ved hjælp af veludviklet biokonjugeringsreaktion.