Het eiwit albumine is verantwoordelijk voor veel vitale processen in het menselijk lichaam. In de natuur, het verschijnt alleen als een oplossing wanneer het is opgelost in water. Chemici van de Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) hebben een methode ontwikkeld om verschillende op albumine gebaseerde gels te produceren. Hun bevindingen kunnen op een dag helpen bij het ontwikkelen van innovatieve medicijndragersystemen die gemakkelijker de bloedbaan bereiken. Het onderzoek van de onderzoekers in Halle stond onlangs op de omslag van het internationale Journal Biomateriaalwetenschap .

Albumine is een eiwit dat in grote hoeveelheden voorkomt in het bloed van alle zoogdieren. Menselijk bloed bevat tot 60 gram per liter. "Albumine is verantwoordelijk voor veel belangrijke processen in het lichaam. Het kan celmembranen binnendringen en zo essentiële stoffen in de cellen transporteren. Het helpt ook om cellen te ontgiften, " zegt professor Dariush Hinderberger, een chemicus bij MLU. Hij doet al meer dan 10 jaar onderzoek naar albumine, de structuur van het eiwit bestuderen, dynamiek en transporteigenschappen. Vandaag, het wordt door de farmaceutische industrie gebruikt om vaccins en medicijnen te produceren, maar onderzoekers zoeken een optie in gelvorm.

"Tot nu, albuminegels zijn een enigszins vervelend bijproduct van normaal laboratoriumwerk, ", zegt Hinderberger. Echter, in de toekomst zouden ze kunnen worden gebruikt om zogenaamde implantaten voor medicijnafgifte te produceren. Deze zouden eenmalig worden geïnjecteerd, en zou zich dan in het lichaam nestelen. Het lichaam zou de op albumine gebaseerde drager langzaam afbreken, het medicijn over een langere periode vrijgeven. Dit kan voorkomen dat patiënten herhaalde injecties ondergaan. "Maar om te zien of potentiële op albumine gebaseerde medicijndragersystemen kunnen worden ontwikkeld, het is eerst nodig om te begrijpen hoe en waarom de gels worden gevormd, ', zegt Hinderberger.

De chemici van MLU onderzochten verschillende albumine-oplossingen. "We wilden weten wat, precies, gebeurt er met de eiwitdeeltjes en hun structuur wanneer we bepaalde eigenschappen wijzigen, ", zegt Hinderberger. Eerst hebben de onderzoekers getest hoe de pH-waarde van de oplossing de gelvorming beïnvloedt. Vervolgens hebben ze de vloeistof opgewarmd en geanalyseerd welke veranderingen zich hebben voorgedaan en in welk stadium. Met behulp van infraroodspectroscopie kan de groep nu aantonen hoe de structuur van albumine verandert bij blootstelling aan hitte. De eiwitkluwen gaat open waardoor het gemakkelijker samenklontert met andere stoffen om de gel te produceren. Op basis van deze bevindingen was de onderzoeksgroep in staat om een ​​andere, veel zachter, gel. Ze deden dit door het proces van gelvorming te vertragen, het verlagen van de temperatuur en het kiezen van een oplossing met een relatief neutrale pH-waarde. "Onder deze omstandigheden was er weinig verandering in de structuur van de individuele albuminemoleculen waaruit de andere fundamentele mechanische eigenschappen van de gel voortkomen, ", legt Hinderberger uit.

Eindelijk, de onderzoekers gingen in op de vraag of albuminegels vooral geschikt zijn als medicijndragers. Bij de eerste onderzoeken konden ze aantonen dat, bijvoorbeeld, vetzuren binden goed aan de gel. Echter, vervolgonderzoek zal moeten uitwijzen of de stoffen ook geschikt zijn voor farmaceutische middelen in het menselijk lichaam.