Kimærisk nanobody-forskning ser ud til at forbedre leveringen af ​​kemoterapimedicin

Det kan være svært at finde den bedste metode til at levere kemoterapeutiske lægemidler til tumorceller. Ideelt set retter behandlingerne sig mod tumorceller, mens de efterlader sunde celler alene.

Immunoliposomer kunne være svaret. De kan effektivt binde til antigener på tumorcelleoverflader gennem deres overflademålrettede ligander, hvilket giver tumorceller tilstrækkelig tid til at optage "giften". Fordelene ved immunoliposomer i kræftbehandling er blevet omfattende dokumenteret i de sidste fire årtier. Immunoliposomale lægemidler er dog endnu ikke kommet på markedet, selvom de er blevet demonstreret i laboratorier siden 1981.

Hvorfor? En vigtig barriere er manglen på en storstilet, lavpris, men alligevel gennemførlig fremstillingsteknik. Podning af målretningsligander på almindelige liposomer for at danne immunoliposomer involverer omkring et halvt dusin trin og kan føre til potentielle problemer.

Yuan Wan, en lektor ved Binghamton Universitys Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science, har for nylig offentliggjort forskning i tidsskriftet Nature Nanotechnology skitserer en et-trins fremstillingsproces til fremstilling af immunoliposom. Det kræver ingen kemisk konjugering og relevante kemiske reagenser, hvilket gør det miljøvenligt.

"Den traditionelle fremstillingsproces af immunoliposomer er relativt kompleks," sagde Wan, et fakultetsmedlem i Institut for Biomedicinsk Teknik. "Det involverer en masse kemisk konjugation og oprensning. Kemisk konjugation og nødvendige reagenser forringer stabiliteten og antigenbindingen af ​​målrettede ligander. Flertrinsprocessen fører til lækage af nyttelast og produkttab."

"Så immunoliposomer er mindre attraktive for industrielle producenter på grund af deres lave udbytte, høje produktionsomkostninger og den høje risiko for batch-til-batch variation. Disse mangler hindrer kommerciel produktion og klinisk brug af immunoliposomer."

Det, der gør Wans forskning anderledes, er tilføjelsen af ​​konstruerede kimære nanobodies, som har en "klæbrig" ende. Mere end 2.500 nanobodies kan integreres på ydersiden af ​​et enkelt 100 nanometer liposom, som er omkring 1.000 gange mindre end et menneskehår.

Denne metode er nemmere, hurtigere og billigere end traditionelle metoder, og den giver mulighed for mere kontrol over det endelige produkt. Overfladenanostofferne danner også et beskyttende lag omkring liposomet, hvilket kan hjælpe det med at undgå at blive fjernet af kroppen for hurtigt og tillade det at blive længere i blodbanen.

En anden stor fordel er, at denne metode ikke kræver skrappe kemikalier. Traditionelle metoder bruger ofte et stof kaldet polyethylenglycol (PEG), som nogle gange kan forårsage problemer for patienter, endda død. På grund af disse bekymringer kræver den føderale fødevare- og lægemiddeladministration ekstra overvågning for lægemidler, der indeholder PEG.

"Noget virkelig interessant, vi fandt, er, at når disse kimære nanobodies indsættes i lipid-dobbeltlaget, øger de faktisk stivheden og den termiske stabilitet af hele immunoliposomerne. Så medicinen pakket inde kan holde i godt 10 måneder uden åbenlyse lækager, " sagde Wan.

Da der også er omkring 20 almindelige liposomale lægemidler, der allerede er i brug, håber Wan på, at - med yderligere forskning og medicinske forsøg - kan immunoliposomer fremstilles og få føderal godkendelse til klinisk brug.

"Vi arbejder også på at udvikle nye kimære nanobodies for at øge produktionen med mindst 30 gange. Det vil gøre fremstillingsomkostningerne for disse kimære nanobodies meget lavere." sagde Wan.

Flere oplysninger: Md. Mofizur Rahman et al., kimære nanobody-dekorerede liposomer ved selvsamling, Nature Nanotechnology (2024). DOI:10.1038/s41565-024-01620-6

Journaloplysninger: Naturenanoteknologi

Leveret af Binghamton University