(PhysOrg.com) -- Wetenschappers van de Universiteit van Florida hebben een nieuw nanodeeltje ontwikkeld dat de detectie van kanker en de afgifte van medicijnen zou kunnen verbeteren. het deeltje, een 'micel' genoemd en bestaat uit een cluster van moleculen die aptameren worden genoemd, herkent gemakkelijk tumoren en bindt zich er sterk aan. Het heeft ook eigenschappen waardoor het gemakkelijk in cellen kan komen voor intracellulaire onderzoeken en medicijnafgifte.

"Dat is belangrijk, omdat we een medicijn aan de aptamer konden hechten zodat het medicijn in een cel kon komen, ” zei Yanrong Wu, die onlangs haar promotieonderzoek bij UF heeft afgerond. Wu was de eerste auteur van een paper waarin de bevindingen in januari in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

Door een meer gerichte behandeling van zieke cellen mogelijk te maken, de micellen zouden de schade aan gezonde cellen helpen verminderen, zelfs bij grote doses chemotherapie. De huidige methoden vernietigen vaak normale cellen terwijl ze tumorcellen proberen te doden.

In biologische studies, moleculen die "sondes" worden genoemd, hebben eigenschappen waarmee ze andere moleculen of organismen van belang kunnen detecteren, zoals virussen. In vergelijking met bestaande sondes zoals antilichamen, de aptameren bieden voordelen op het gebied van productiegemak en identificatie, snellere responstijd en veel lager molecuulgewicht.

Aptameren, de bouwstenen van de micellen, zijn korte enkele DNA-strengen die andere moleculen kunnen herkennen op basis van een bepaalde chemische conformatie.

In eerdere tests voor medicijnafgifte, aptameren konden op zichzelf slechts beperkte medicijnmoleculen hechten en konden soms tumorcellen niet effectief herkennen, dus hebben UF-onderzoekers het molecuul opnieuw ontworpen om zijn bruikbaarheid in biomedische studies in de waterige omgeving in het lichaam te verbeteren.

Ze veranderden de aptamer-moleculen effectief in een combinatie van moleculaire herkenning en medicijnafgifte die in water onoplosbare verbindingen zoals medicijnen in cellen escorteert door ze in te kapselen in een in water oplosbare structuur.

Om dit te doen, het team, geleid door Weihong Tan, de VT en Louise Jackson, hoogleraar scheikunde aan het College of Liberal Arts and Sciences en hoogleraar fysiologie en functionele genomica aan het UF College of Medicine, bevestigde een "waterhatende" - of hydrofobe - staart aan de aptameren. De nieuwe moleculen clusteren samen om een ​​micel te vormen door hun waterhatende staarten samen te steken, waardoor alleen het "waterminnende" - of hydrofiele - deel van de structuur wordt blootgelegd. Op die manier, de micel kan in het midden afschermen van in water onoplosbare middelen zoals medicijnen, en help hen naar de cellen te leiden.

"Het was een soort stealth-situatie waarbij de cel alleen het hydrofiele deel ziet, maar binnen, het medicijn bevindt zich in het hydrofobe deel, " zei Nick Turro, de William P. Schweitzer hoogleraar scheikunde aan de Columbia University, die niet bij het onderzoek betrokken was. "Dit opent een aantal wegen die voorheen niet beschikbaar waren."

In tests die fysiologische omstandigheden nabootsen, de micellen waren gevoeliger dan de moleculaire probes alleen. De micel bond sterker aan doelcellen. Dat zou kunnen leiden tot een eenvoudigere en eerdere detectie van biomarkers van ziekten zoals kanker.

“Als je het over diagnose hebt, deze aptameren in micellen zullen een veel hoger signaal hebben dan individuele aptameren, dus we kunnen mogelijk zeer kleine hoeveelheden van de stof detecteren waarop we testen, ' zei Tan, ook lid van het UF Genetics Institute, het UF Shands Cancer Center en het Moffitt Cancer Center and Research Institute.

De micelstructuren kunnen ook nuttig zijn om nauwkeuriger te bepalen hoeveel ziek weefsel er achterblijft na chemotherapie of chirurgie.

Nu de onderzoekers het vermogen van de micel om te binden hebben aangetoond in gesimuleerde fysiologische omstandigheden, de volgende stap zal zijn om het te testen in echte tumoren.