Wetenschap
Innovatie op het gebied van medicijnafgifte:multifunctioneel systeem op basis van schakelbare, peptide-gestabiliseerde emulsies
Een nieuwe studie onder leiding van prof. Meital Reches van de Hebreeuwse Universiteit met de heer Daniel Boas, een Ph.D. student in haar groep en team van medewerkers, heeft pionierswerk verricht met een nieuw systeem voor medicijnafgifte, gericht op schakelbare, met peptiden gestabiliseerde emulsies.
Deze innovatie houdt de belofte in om de medicijnafgifte te transformeren door het gelijktijdig transport van zowel in water oplosbare als in water onoplosbare verbindingen binnen één enkele drager mogelijk te maken, waardoor eerdere beperkingen van conventionele methoden worden overwonnen. De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Chem .
Traditioneel hebben emulsies gediend als betrouwbare dragers voor de afgifte van medicijnen, maar hun werkzaamheid werd belemmerd door het onvermogen om beide soorten medicijnen in hetzelfde vehikel in te kapselen. Het team van prof. Reches ging deze uitdaging aan door een kort peptide te ontwerpen dat bestaat uit slechts vier aminozuren, dat in staat is emulsies te stabiliseren en zowel hydrofiele als hydrofobe verbindingen te huisvesten.
De kern van deze innovatie ligt in het opmerkelijke vermogen van het peptide om zijn vorm te veranderen na binding van specifieke metaalionen, en te transformeren van hydrofiel naar amfifiel. Deze moleculaire metamorfose stabiliseert niet alleen emulsies die in water onoplosbare geneesmiddelen bevatten, maar vergemakkelijkt ook de afgifte van in water oplosbare metaalionen die aan het peptide zijn gehecht.
In eenvoudiger bewoordingen kan het peptide zijn vorm aanpassen wanneer het zich aan bepaalde metaalionen bindt, waardoor het zich aan zowel water als vet kan hechten, waardoor de stabiliteit van het medicijnmengsel behouden blijft. Bovendien kan het metaalionen transporteren die in water oplossen.
Om de werking van deze emulsies te begrijpen, gebruikten onderzoekers geavanceerde technieken zoals spectroscopie, NMR en moleculaire dynamica. Uit hun onderzoek is gebleken dat de stabiliteit van deze emulsies voortkomt uit bindingen tussen histidine en metaal, die omkeerbaar kunnen zijn onder omstandigheden met een lage pH, zoals die gevonden worden in tumorcellen, waardoor medicijnen precies daar vrijkomen waar dat nodig is.
Vroege onderzoeken met met paclitaxel beladen emulsies hebben bemoedigende resultaten opgeleverd, die een significante werkzaamheid tegen kankercellen aantonen. Bovendien biedt dit veelzijdige systeem meer dan alleen de toediening van medicijnen; het kan op maat worden gemaakt met verschillende functies, wat mogelijkheden opent voor nieuwe toepassingen en voordelen.