Geneesmiddelen die de vorming van ongewenste of schadelijke eiwitten helpen voorkomen, worden momenteel ontwikkeld om een ​​aantal ziekten te behandelen, waaronder kanker. De medicijnen zijn gebaseerd op klein interfererend RNA, of siRNA, dat zijn stukjes nucleïnezuur die werken door de productie van eiwitten te verstoren. Maar om deze medicijnen op het juiste doelwit te krijgen, zoals een tumor, blijft een uitdaging omdat siRNA's snel in het lichaam kunnen worden afgebroken, waardoor systemische toediening inefficiënt wordt. Ze kunnen ook wat moeite hebben om cellen binnen te gaan waar ze hun werk doen.

Eben Alsberg, de Richard en Loan Hill hoogleraar bio-engineering en orthopedie aan de Universiteit van Illinois in Chicago, en collega's rapporteren over een op hydrogel gebaseerde drager die siRNA's rechtstreeks kan afleveren waar ze nodig zijn. Ze rapporteren hun bevindingen in wetenschappelijke vooruitgang .

Andere onderzoekers hebben enig succes gehad bij het koppelen van de siRNA-moleculen aan andere materialen om nanodeeltjes te vormen die de afbraak van siRNA helpen voorkomen en de medicijnen helpen cellen binnen te dringen. Maar systemisch afgeleverde medicijnen met nanodeeltjes hebben de neiging om de beoogde cellen laag te bereiken, meerdere doses nodig hebben om het gewenste effect te hebben, wat het risico op negatieve bijwerkingen verhoogt.

Biologisch compatibele hydrogels zijn gebruikt om biologische geneesmiddelen of medicijnen rechtstreeks naar specifieke gebieden in het lichaam te brengen. Een hydrogelplug of -vel met geneesmiddel kan direct op de plaats worden geplaatst waar het medicijn nodig is, bijvoorbeeld in een gewricht of bij een breuk in het bot, of zelfs geïnjecteerd.

Maar een probleem was dat medicijnen die in hydrogels zijn geladen, vaak snel naar de omliggende cellen en weefsels diffunderen. het verstrekken van een eerste uitbarsting van drugs en niet veel meer. De afgifte kan worden vertraagd door de porositeit van de hydrogel te veranderen, de afbraaksnelheid en door te sleutelen aan de affiniteit van het medicijn voor de hydrogel.

Alsberg samen met Matthew Levy, universitair hoofddocent biochemie aan het Albert Einstein College of Medicine, en hun collega's ontwikkelden een unieke hydrogelstrategie die meer controle mogelijk maakt over de afgifte van siRNA's in de loop van de tijd. Door het siRNA chemisch te koppelen aan de hydrogel via een linker die in het lichaam kan worden afgebroken, ze kunnen de afgifte van het medicijn beheersen. Wanneer de hydrogel in een op water gebaseerde omgeving wordt geplaatst, zoals een biologisch organisme, water breekt de linker tussen het siRNA en de hydrogel, het medicijn vrijgeven. In dit soort systeem, afgifte van het geneesmiddel wordt verlengd in vergelijking met wanneer het siRNA alleen fysiek in de hydrogel wordt opgesloten.

"Misschien kunnen we deze technologie in de toekomst gebruiken om bijvoorbeeld, de productie te voorkomen van bepaalde eiwitten waarvan bekend is dat ze bepaalde ziekten bevorderen, of om stamcellen te helpen transformeren in cellen die nodig zijn om beschadigd weefsel zoals bot of kraakbeen te herstellen, ', aldus Alsberg.