(Phys.org) - Door nanodeeltjes in de membranen van witte bloedcellen te verhullen, wetenschappers van het Methodist Hospital Research Institute hebben misschien een manier gevonden om te voorkomen dat het lichaam ze herkent en vernietigt voordat ze hun drugsladingen afleveren. De groep beschrijft zijn "LeukoLike Vectors", of LLV's, in het januarinummer van Natuur Nanotechnologie .

"Ons doel was om een ​​deeltje te maken dat in ons lichaam is gecamoufleerd en aan de bewaking van het immuunsysteem ontsnapt om zijn doel onontdekt te bereiken, " zei de medevoorzitter van de afdeling Geneeskunde Ennio Tasciotti, doctoraat, hoofdonderzoeker van het onderzoek. "We hebben dit bereikt met de lipiden en eiwitten die aanwezig zijn op het membraan van dezelfde cellen van het immuunsysteem. We hebben de celmembranen overgebracht naar de oppervlakken van de deeltjes en het resultaat is dat het lichaam deze deeltjes nu als zijn eigen herkent en doet niet gemakkelijk verwijderen."

Nanodeeltjes kunnen verschillende soorten medicijnen afgeven aan specifieke celtypen, bijvoorbeeld, chemotherapie aan kankercellen. Maar voor alle voordelen die ze bieden en om te komen waar ze heen moeten en het benodigde medicijn af te leveren, nanodeeltjes moeten op de een of andere manier ontsnappen aan het immuunsysteem van het lichaam dat ze als indringers herkent. Het vermogen van de afweer van het lichaam om nanodeeltjes te vernietigen is een belangrijke barrière voor het gebruik van nanotechnologie in de geneeskunde. Systemisch toegediende nanodeeltjes worden binnen enkele minuten opgevangen en uit het lichaam verwijderd. Met de membraancoating, ze kunnen uren ongedeerd overleven.

"Onze verhulstrategie voorkomt de binding van opsoninen - signalerende eiwitten die het immuunsysteem activeren, " zei Tasciotti. "We vergeleken de absorptie van eiwitten op het oppervlak van niet-gecoate en gecoate deeltjes om te zien hoe de deeltjes de reactie van het immuunsysteem zouden kunnen omzeilen."

Tasciotti en zijn groep namen metabolisch actieve leukocyten (witte bloedcellen) en ontwikkelden een procedure om membranen van celinwanden te scheiden. Door hun nanodeeltjes te coaten met intacte membranen in hun oorspronkelijke samenstelling van lipiden en eiwitten, de onderzoekers creëerden de eerste medicijndragende nanodeeltjes die eruitzien en werken als cellen - leuko-achtige vectoren.

"Het is nog nooit eerder gedaan om de membranen van witte bloedcellen te gebruiken om een ​​nanodeeltje te coaten. "Zei Tasciotti. "LLV's zijn voor de helft door de mens gemaakt - de kern van synthetisch silicium - en voor de helft van de mens - het celmembraan."

Kan het membraan volledig synthetisch worden geproduceerd?

"Het kunnen gebruiken van synthetische membranen of kunstmatig gecreëerde membranen is zeker iets dat we voor de toekomst van plan zijn, ' zei Tasciotti. 'Maar voor nu, het gebruik van onze witte bloedcellen is de meest effectieve aanpak omdat ze een eindproduct opleveren. De eiwitten die ons de grootste voordelen geven, zitten al in het membraan en we kunnen het gebruiken zoals het is."

Naarmate de technologie zich ontwikkelt, Tasciotti zei dat de eigen witte bloedcellen van een patiënt kunnen worden geoogst en gebruikt om gepersonaliseerde LLV's te maken.

Om te testen of de LLV's zouden worden beschermd tegen vastlegging en vernietiging van macrofagen, Tasciotti's team testte LLV's bedekt met menselijke membranen en ontdekte dat menselijke macrofagen de LLV's ongedeerd lieten, daarmee het behoud van het zelferkenningsbeginsel bevestigend.

"LLV's zijn bezaaid met eiwitten die de deeltjes helpen specifieke doelen te bereiken, van ontstoken of beschadigd weefsel tot kankercellen die bloedvaten rekruteren, "Zei Tasciotti. "Na verloop van tijd zullen de membraanlipiden en eiwitten breken, waardoor de nanodeeltjes op natuurlijke wijze worden afgebroken nadat ze hun nuttige lading hebben vrijgegeven."

Het onderzoeksteam keek ook hoe goed de medicijnen door het LLV-membraan reisden. Ze ontdekten dat in plaats van een obstakel voor de afgifte van medicijnen te introduceren, het membraan zorgt voor een controleerbare afgifte van het medicijn zodra de nanodeeltjes hun doelweefsel bereiken.

"We zijn ons ervan bewust dat we niet altijd toegang zullen hebben tot een oneindig aantal witte bloedcellen, " zei Tasciotti. "Om deze reden, we werken aan het optimaliseren van ons systeem door zo min mogelijk materiaal zo efficiënt mogelijk te gebruiken. Ik verwacht dat deze technologie een nieuwe speler zal worden in de drukke wereld van medicijnafgiftesystemen dankzij de mogelijkheden die het biedt voor de personalisatie van medicijntherapieën."