Een nieuwe klasse nanodeeltjes, gesynthetiseerd door een onderzoeksteam van UC Davis om voortijdige afgifte van geneesmiddelen te voorkomen, belooft een grotere nauwkeurigheid en effectiviteit bij het afleveren van kankermedicijnen aan tumoren. Het werk is online gepubliceerd in Angewandte Chemie .

In hun krant die op de binnenkant van de achteromslag van het tijdschrift zal worden vermeld, Kit Lam, hoogleraar en voorzitter van de vakgroep Biochemie en Moleculaire Geneeskunde, en zijn team rapporteren over de synthese van een nieuwe klasse micellen genaamd dual-responsive boronate cross-linked micellen (BCM's), die fysisch-chemische veranderingen produceren als reactie op specifieke triggers.

Een micel is een aggregaat van oppervlakteactieve moleculen gedispergeerd in een vloeistof op waterbasis, zoals een zoutoplossing. Micellen zijn nano-formaat, meet ongeveer 25-50 nanometer (een nanometer is een miljardste van een meter), en kunnen fungeren als nanodragers voor medicijnafgifte.

BCM's zijn een uniek type micel, die de nuttige lading snel vrijgeeft wanneer deze wordt geactiveerd door de zure micro-omgeving van de tumor of bij blootstelling aan een intraveneus toegediende chemische verbinding zoals mannitol, een door de FDA goedgekeurde suikerverbinding die vaak als diureticum wordt gebruikt, die interfereert met de verknoopte micellen.

"Dit gebruik van reversibel verknoopte micellaire nanodragers om geneesmiddelen tegen kanker af te leveren, helpt vroegtijdige afgifte van geneesmiddelen tijdens de bloedsomloop te voorkomen en zorgt voor de afgifte van hoge concentraties geneesmiddelen aan de tumorplaats, " zei eerste auteur Yuanpei Li, een postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Lam die samen met Lam het nieuwe nanodeeltje heeft gemaakt. "Het houdt een grote belofte in voor een significante verbetering van de kankertherapie."

Op prikkels reagerende nanodeeltjes krijgen veel aandacht op het gebied van medicijnafgifte vanwege hun vermogen om te transformeren als reactie op specifieke triggers. Onder deze nanodeeltjes, stimuli-responsieve gecrosslinkte micellen (SCM's) vertegenwoordigen een veelzijdig nanodragersysteem voor tumorgerichte medicijnafgifte.

Te vaak, nanodeeltjes geven voortijdig medicijnen af ​​en missen hun doel. SCM's kunnen het ingekapselde medicijn beter vasthouden en de voortijdige afgifte ervan minimaliseren terwijl het in de bloedpoel circuleert. De introductie van milieugevoelige crosslinkers maakt deze micellen gevoelig voor de lokale omgeving van de tumor. In deze gevallen, het payload-medicijn komt voornamelijk vrij in het kankerweefsel.

De dubbel-responsieve boronaat-verknoopte micellen die Lam's team heeft ontwikkeld, vertegenwoordigen een nog slimmere tweede generatie SCM's die in staat zijn om op meerdere stimuli te reageren als hulpmiddelen voor het bereiken van de meertrapsafgifte van medicijnen aan de complexe in vivo tumormicro-omgeving. Deze BCM's leveren geneesmiddelen op basis van de zelfassemblage van boorzuurbevattende polymeren en catecholbevattende polymeren, beide maken deze micellen ongewoon gevoelig voor veranderingen in de pH van de omgeving. Het team heeft de stabiliteit van de resulterende met boronaat verknoopte micellen geoptimaliseerd, evenals hun stimuli-respons op zure pH en mannitol.

Dit nieuwe nano-dragerplatform is veelbelovend voor medicijnafgifte die voortijdige medicijnafgifte minimaliseert en het medicijn op aanvraag kan afgeven in de zure micro-omgeving van de tumor of in de zure cellulaire compartimenten wanneer het wordt opgenomen door de doeltumorcellen. Het kan ook worden geïnduceerd om het medicijn af te geven door de intraveneuze toediening van mannitol.