(Phys.org) — Sean Hemp van Raleigh, NC, een doctoraat student scheikunde aan het College of Science, helpt bij het uitvinden van nieuwe therapieën die gericht zijn op genetische ziekten en kanker.

Werken met Timothy Long, hoogleraar scheikunde aan het College of Science en onderdeel van het Virginia Tech Center for Drug Discovery, Hennep maakt polymeren om nucleïnezuur af te leveren - de moleculen die genetische informatie in DNA en RNA dragen.

"Sean is een voorbeeld van een echte uitvinder. Hij heeft een tomeloze passie in combinatie met een scherp intellect en aanstekelijke nieuwsgierigheid, ' zei Lang.

Het leveren van vreemd DNA en RNA aan het lichaam is moeilijk, maar kan verschillende gezondheidsvoordelen bieden, vooral in het geval van genetische ziekten en kanker, volgens hennep. Effectieve opname van nucleïnezuren zorgt voor de levering van genetische code die defect DNA kan corrigeren of muterende cellen kan elimineren, zoals kanker.

"Het natuurlijke afweersysteem van het lichaam detecteert snel naakt DNA of RNA en elimineert ze, " zei Hennep. "Polymeren zijn een belangrijk onderdeel van het leveren van het nucleïnezuur en richten zich alleen op kankercellen."

Samenwerken met een lokaal biotechbedrijf, Techulon, Hennep ontwikkelt een op fosfonium gebaseerd polymeer voor de levering van nucleïnezuur. Fosfoniumgroepen zijn positief geladen en de nucleïnezuren zijn negatief geladen, dus de twee elektrostatisch binden om een ​​nanodeeltje te produceren. Dit proces creëert een capsule waarin het nucleïnezuur wordt beschermd door het polymeer. Nadat deze binding plaatsvindt, het nanodeeltje blijft positief geladen, waardoor het waarschijnlijker is voor cellulaire opname omdat de celwand negatief is.

Echter, een grote uitdaging bij het toedienen van medicijnen is het vermijden van schade aan gezonde cellen.

"De meeste kankertherapieën zijn vrij willekeurig. Ze beschadigen alle cellen, niet alleen kankercellen. Daarom kan iemand die chemotherapie ondergaat zijn haar verliezen, "zei Hennep. "De toevoeging van doelgroepen aan de nanodeeltjes maakt de selectieve behandeling van kankercellen boven gezonde cellen mogelijk."

De snelle groei van de kanker maakt zijn kwetsbaar. De snelgroeiende cellen hebben voedingsstoffen nodig en de opname van deze voedingsstoffen als onderdeel van het bewapende nanodeeltje stelt onderzoekers zoals hennep in staat om zich alleen op kankercellen te richten.

In proefstudies, Het team van Hennep heeft kunnen aantonen dat het fosfoniumpolymeer met succes nucleïnezuur aflevert in een reageerbuis. Werken met Techulon, hij vertaalt deze kennis naar toepassing door dat polymeer klaar te maken voor in-vivo gebruik.

Hennep is co-auteur van twee artikelen die deze bevindingen ondersteunen in: Biomacromoleculen tijdschrift:"Fosfoniumbevattende diblokcopolymeren voor verbeterde colloïdale stabiliteit en efficiënte nucleïnezuurafgifte" en "fosfoniumbevattende polyelektrolyten voor niet-virale genafgifte."

"De hoop is om het polymeer te maken. Zodra het voertuig voor medicijnafgifte daar is, onderzoekers kunnen het nucleïnezuur veranderen en specifiek afstemmen op het type kanker dat ze behandelen, " zei hennep.

"Sean zal zeker de toekomst uitvinden, " zei Long. "Zijn ontdekkingen in siRNA-afgifte met serumstabiele vectoren bieden de kans om kankerbehandeling te begrijpen met behulp van een ongekende fosforhoudende moleculaire structuur."