(Phys.org)—De medische gemeenschap is gewapend met nieuwe inzichten en nieuwe opties voor het ontwerpen en ontdekken van geneesmiddelen voor de behandeling van dodelijke ziekten zoals alvleesklierkanker. Het gebruik van in silico computationele tools om de resultaten van in vivo en in vitro experimenten aan te vullen, onderzoekers onthulden een atomair begrip van het mechanisme waarmee nanodeeltjes de groei en metastase van pancreastumoren remmen.

Het type nanodeeltjes dat centraal staat in deze studie is gadolinium metallofullerenol, of Gd@C ₈₂ (OH) ₂₂ , die oorspronkelijk werd ontwikkeld voor medische beeldvormingstoepassingen zoals MRI. Ook centraal in het onderzoek staan ​​twee populaire doelen voor kankertherapie, MMP-2 en MMP-9. Deze MMP's, of matrixmetalloproteïnasen, zijn essentieel voor het voortbestaan ​​van kankercellen, omdat ze helpen bij het aanleggen van bloedvaten, en dus zuurstof en voedingsstoffen, naar tumorplaatsen.

Experimenten toonden aan dat therapie met nanodeeltjes de groei van pancreastumoren bij muizen blokkeerde en op cellulair niveau, onderdrukte de expressie en verminderde de activiteiten van MMP-2 en MMP-9. Computersimulaties onthulden dat de werking van de nanodeeltjes op MMP-9 indirect is, zodat ze zich ver van zijn actieve plaats aan het eiwit binden. Dit staat in schril contrast met traditionele moleculaire geneesmiddelen die zich doorgaans richten op de MMP-actieve metaalbindingsplaats, direct blokkeren of de structuur van het eiwit beschadigen.

De nanodeeltjes waren zo effectief dat de gegevens van het team suggereren dat ze mogelijk een betere optie zijn voor de behandeling van alvleesklierkanker dan traditionele medicijnen. Bovendien, het geïntegreerde gebruik van computationele theorie door het team om experimentele gegevens aan te vullen, biedt een nieuw begrip, met ongekende mechanische details, van de interacties tussen nanodeeltjes en biologische moleculen, brengt ons op onbekend en veelbelovend nieuw terrein voor het ontwerpen en ontdekken van geneesmiddelen.

Bekijk de film van nanodeeltjes die interageren met MMP-9: