Onderzoekers van de Universiteit van Basel hebben met succes kunstmatige organellen ontwikkeld die de vermindering van giftige zuurstofverbindingen kunnen ondersteunen. Dit opent nieuwe wegen in de ontwikkeling van nieuwe medicijnen die pathologische toestanden direct in de cel kunnen beïnvloeden. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nano-letters .

Vrije zuurstofradicalen worden geproduceerd als metabolisch bijproduct, of door omgevingsinvloeden zoals UV-stralen en smog. Is de concentratie van vrije radicalen in het organisme verhoogd tot het punt waarop het antioxidant-afweermechanisme wordt overweldigd, het resultaat kan oxidatieve stress zijn, die wordt geassocieerd met tal van ziekten zoals kanker van artritis.

De agressieve moleculen worden normaal gesproken gecontroleerd door endogene antioxidanten. Binnen dit proces, organellen die zich in de cel bevinden, zogenaamde peroxisomen, een belangrijke rol spelen, omdat ze helpen bij het reguleren van de concentratie van vrije zuurstofradicalen.

Nanocapsules zetten radicalen om in water en zuurstof

Prof. Cornelia Palivan en haar onderzoeksgroep aan de Universiteit van Basel hebben met succes kunstmatige peroxisomen geproduceerd die het natuurlijke organel nabootsen. De onderzoekers ontwikkelden een celorganel op basis van polymere nanocapsules, waarin twee soorten enzymen zijn ingekapseld. Deze enzymen zijn in staat om vrije zuurstofradicalen om te zetten in water en zuurstof.

Om de functionaliteit in de cel te verifiëren, kanaaleiwitten werden toegevoegd aan het membraan van het kunstmatige peroxisoom, dienen als poorten voor substraten en producten. De resultaten laten zien dat de kunstmatige peroxisomen in de cel worden ingebouwd, waar ze vervolgens zeer efficiënt de natuurlijke peroxisomen ondersteunen in het ontgiftingsproces.

Nieuwe medicijnen

Dit type effectief principe richt zich direct op celdysfunctie op celniveau, daarmee een verdere stap in de richting van de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen die in de toekomst patiëntgerichte en gepersonaliseerde behandelingen mogelijk zullen maken.