Forskere sætter nye standarder for nanopartikler og hjælper patienter med MS, ALS, Parkinsons sygdom

Er det muligt for nanopartikler at gå gennem fordøjelsessystemet og levere medicin direkte til hjernevævet? Forskere fra Michigan State University siger ja, og deres seneste resultater forventes at gavne patienter med neurodegenerative lidelser som multipel sklerose eller MS; amyotrofisk lateral sklerose eller ALS; og Parkinsons sygdom eller PD.

"Vores arbejde er fokuseret på at identificere den biologiske identitet af nanopartikler, herunder typen af ​​proteiner, der kommer til deres overflader," sagde Morteza Mahmoudi, en lektor i afdelingen for radiologi i MSU colleges for osteopatisk medicin og human medicin og præcisionssundhed. . "Dette er vigtigt, fordi den type proteiner, der kommer til overfladen, giver et unikt mønster, der kan give grønt lys til at passere blod-hjernebarrieren og arbejde direkte i hjernevævet."

Konsistens i laboratorieanalyse af nanomaterialer

Mahmoudi og hans forskerhold har offentliggjort to artikler om nanopartiklers biologiske identitet. Den første, med titlen "Målinger af heterogenitet i proteomisk analyse af nanopartikelproteinet corona på tværs af kernefaciliteter," blev offentliggjort i Nature Communications i 2022.

Den anden, nyere artikel, "En ensartet databehandlingspipeline muliggør harmoniseret nanopartikelprotein-corona-analyse på tværs af proteomics kernefaciliteter," blev offentliggjort i Nature Communications i januar 2024. Det fastslår behovet for standardiserede procedurer i protein-corona-analyse, som er afgørende for at fremme kliniske anvendelser af bioteknologier i nanoskala.

"Vi forberedte identiske nanopartikler med proteinet corona og sendte dem til 17 forskellige evalueringscentre," sagde Mahmoudi. "Vi fandt betydelig datavariabilitet med kun 1,8 % af proteinerne konsekvent identificeret af alle, så vi udviklede en analysemetode til at hjælpe laboratorier mere præcist med at reproducere data fra den biologiske identitet af nanopartikler. Dette vil hjælpe det videnskabelige samfund til at blive mere harmoniseret."

Nanopartikler behandler neurodegenerative sygdomme

Relateret arbejde, "Protein corona composite of gold nanocatalysts," blev offentliggjort i ACS Pharmacology &Translational Science . Denne analyse, udført for Clene Nanomedicine, Inc., eller Clene, et biofarmaceutisk firma i klinisk fase, forklarer, hvordan proteinkoronaen i deres guldnanokrystaller i CNM-Au8 hjælper med at behandle neurodegenerative sygdomme.

"Fordi vi har mere end 15 års udviklende erfaring med robust analyse af proteincorona, var vi i stand til at arbejde sammen med Clene for at kaste lys over deres nanopartiklers biologiske identitet," sagde Mahmoudi.

CNM-Au8 består af en suspension af rene overflader, facetterede guld nanokrystaller, som patienter kan tage oralt. Nanokrystallerne passerer gennem mave-tarmkanalen og kommer ind i kroppens kredsløb, hvor de interagerer med og bliver belagt med blodproteiner og andre biomolekyler. Dette danner protein/biomolekylær corona.

"Denne sammensætning forbedrer nanokrystallernes evne til at krydse blod-hjerne-barrieren," forklarede Mahmoudi. "Vores forskning viser, at disse guld nanokrystaller, fremstillet ved hjælp af en ny metode til at danne specifikke strukturer og uden overfladeaktive stoffer, kan danne en særskilt proteinkorona, der letter adgangen til hjernevæv."

Flere oplysninger: Hassan Gharibi et al., En ensartet databehandlingspipeline muliggør harmoniseret nanopartikelprotein-corona-analyse på tværs af proteomics-kernefaciliteter, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-023-44678-x

Ali Akbar Ashkarran et al., Protein Corona Composition of Gold Nanocatalysts, ACS Pharmacology &Translational Science (2024). DOI:10.1021/acsptsci.4c00028

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af Michigan State University