Forskere hjælper med at bringe biovenlige materialer til lægemiddeldesign til neurolidelser

Bidragene fra forskere fra University of Texas i El Paso (UTEP) har givet den første indikation af, at kulstofkvanteprikker, en klasse af nanopartikler, kan bruges til at bekæmpe neurologiske lidelser, ifølge et papir offentliggjort i tidsskriftet Processer som en del af sit særlige nummer om proteinbiosyntese og lægemiddeldesign og levering.

Studiet, med titlen "Untangling the potential of Carbon Quantum Dots in Neurodegenerative Disease, " var medforfatter af Sreeprasad T. Sreenivasan, Ph.D., og Mahesh Narayan, Ph.D., adjunkt og professor, henholdsvis, i UTEPs Institut for Kemi og Biokemi. Parret bidrog til arbejdet af Prakash Narayan, Ph.D., vicepræsident for præklinisk forskning for Angion Biomedica Corp. i Uniondale, New York; og Lindsey Jung, en elev på Tenafly High School i New Jersey, der arbejder under Prakash Narayans opsyn.

Undersøgelsen fokuserer på kulstofkvanteprikker (CQD'er), biovenlige materialer syntetiseret fra affaldsmaterialer såsom træ, frugtskal, alger og endda laks. En køreplan udarbejdet af forskerholdet omhandler, for første gang, nøglekrav til overgangen af ​​deres anvendelse fra miljøfølende applikationer til det neurodegenerative domæne; en krydsning, der kræver deres adskillelse og total karakterisering, herunder aspekter relateret til sikkerhed og deres evne til at målrette specifikke receptorer i hjernen.

"De kulholdige kvanter er endelig på vej fra fysik til kemi og nu, biologi, " sagde Prakash Narayan. "Dette arbejde lægger grundlaget for at udnytte det enorme potentiale af kulstofkvanteprikker til terapeutisk intervention i neurosygdomme."

CQD'erne er fremstillet ved "trykkogning" af affaldsbiomaterialer såsom frugtskal, aminosyrer, alger og endda fisk. Som et resultat af proceduren, de syntetiseres som en blanding af kulstofprikker og ikke-kulstofprikker. Nogle af forbindelserne i blandingen kan være giftige. Dette aspekt ville ophæve deres anvendelse i biomedicinske applikationer.

For at lette overgangen af ​​CQD'er til præklinisk og i sidste ende klinisk brug, forskerholdet giver en vej til sikker brug, mens de demonstrerer deres potentiale til både at forebygge og behandle neurodegenerative lidelser, sagde Mahesh Narayan.

Forskningen blev udført på Angion Biomedica, og på UTEP's Functional Quantum Materials Laboratory og Laboratory for Neurodegenerative Research.

Overgangen af ​​CQD-applikationer fra elektrokemi, katalyse og miljøfølelse til biomedicin repræsenterer en vigtig milepæl i dens 15-årige historie; en klokke for dets endnu urealiserede potentiale inden for interventionsbiologi, billeddannelse, diagnostik, profylakse og terapi.

"Dette vil give medicinalvirksomheder mulighed for at skræddersy kulstofkvanteprikker til specifikke anvendelser, " sagde Mahesh Narayan. "Personer med Parkinsons og Alzheimers kan have stor gavn af denne form for terapi."