Ny fluorescensbilleddannelsesanalyse giver ny indsigt i at udvikle biomimetiske nanopartikler til målrettet cancerterapi

Cellemembrancoatede biomimetiske nanopartikler (NP'er) er blevet undersøgt i vid udstrækning inden for nanomedicin på grund af deres unikke egenskaber såsom immunudslip, lang blodcirkulation, specifik molekylær genkendelse og effektiv kræftmålretning, indikerer et stort potentiale i målrettet kræftbehandling. Imidlertid, integriteten af ​​cellemembranbelægningen på NP'er, en nøglemåling relateret til kvaliteten af ​​disse biomimetiske systemer og den resulterende biomedicinske funktion, er stort set forblevet uudforsket. I nærværende undersøgelse, forskerne udviklede et fluorescens-quenching assay for at undersøge integriteten af ​​cellemembrancoatingen.

Undersøgelsen offentliggjort i Naturkommunikation viser, at det store flertal af de cellemembranbelagte NP'er kun var delvist belagte, når de traditionelle belægningsteknikker blev anvendt. Informationen er væsentlig, da belægningsgraden påvirker NP'ers biologiske skæbne. Forskningen blev udført ved University of Eastern Finland, Institut for Anvendt Fysik, i professor Vesa-Pekka Lehtos forskningsgruppe.

"De nuværende metoder til karakterisering af cellemembranbelægningen er kun kvalitative og kan ikke statistisk evaluere graden og variabiliteten af ​​belægningen, " siger Lizhi Liu, publikationens første forfatter. "Da vi anvendte den udviklede kvantificeringsmetode til at evaluere succesen af ​​de almindeligt anvendte protokoller til at producere fuldt coatede NP'er, vi fandt ud af, at fraktionen aldrig oversteg 20 procent."

"Vores opdagelse er en stor overraskelse for hele det videnskabelige samfund inden for nanomedicin, fordi det er blevet almindeligt accepteret, at cellemembranbelægningen er perfekt. På trods af den delvise belægning, biomimetiske NP'er kan stadig internaliseres af målcellerne via forskellige veje, " siger Dr. Wujun Xu, en af ​​de tilsvarende forfattere af papiret. For at forklare dette, forfatterne foreslog en ny endocytisk indgangsmekanisme for disse delvist coatede NP'er ved beregningssimuleringer. Specifikt, NP'erne med en høj belægningsgrad (≥ 50 procent) kom ind i cellerne individuelt, hvorimod NP'erne med en lav belægningsgrad ( <50 procent) er nødvendige for at aggregere sammen før internalisering.

"Denne undersøgelse fremhæver nogle af begrænsningerne ved de nuværende cellemembranbelægningsprotokoller og motiverer bestræbelserne på at forbedre protokollerne. Den udviklede kvantificeringsmetode er et praktisk værktøj til at vurdere succesen af ​​disse bestræbelser og etablere en standard for sammenligning af de forskellige belægningsdesigns. , " siger professor Vesa-Pekka Lehto.