Onderzoekers hebben kleine eiwitbuisjes gemaakt, genoemd naar de Romeinse god Janus, die een nieuwe manier kunnen bieden om medicijnen nauwkeurig in de lichaamscellen te kanaliseren.

Met behulp van een proces dat ze vergelijken met moleculaire Lego, wetenschappers van de Universiteit van Warwick en de Universiteit van Sydney hebben wat ze 'Janus-nanobuisjes' noemden gemaakt:heel kleine buisjes met twee verschillende gezichten. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Ze zijn vernoemd naar de Romeinse god Janus die meestal wordt afgebeeld met twee gezichten, omdat hij naar de toekomst en het verleden kijkt.

De Janus nanobuisjes hebben een buisvormige structuur gebaseerd op de stapeling van cyclische peptiden, die een buis voorzien van een kanaal van ongeveer 1 nm (ongeveer een miljoenste van een mm) - de juiste maat om kleine moleculen en ionen door te laten.

Aan elk van de cyclische peptiden zijn twee verschillende soorten polymeren bevestigd, die de neiging hebben om te ontmengen en een omhulsel te vormen voor de buis met twee vlakken - vandaar de naam Janus-nanobuisjes.

De vlakken bieden twee opmerkelijke eigenschappen - in de vaste toestand, ze zouden kunnen worden gebruikt om vastestofmembranen te maken die kunnen fungeren als moleculaire 'zeven' om vloeistoffen en gassen molecuul voor molecuul te scheiden.

Deze eigenschap is veelbelovend voor toepassingen zoals waterzuivering, waterontzilting en gasopslag.

Bij een oplossing, ze assembleren in lipidendubbellagen, de structuur die het membraan van cellen vormt, en ze organiseren zichzelf om poriën te vormen die de doorgang van moleculen van precieze afmetingen mogelijk maken. In deze staat zouden ze kunnen worden gebruikt voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnsystemen, door het transport van kleine moleculen of ionen in cellen te regelen.

Sebastien Perrier van de Universiteit van Warwick zei:"Er is een buitengewone hoeveelheid activiteit in het lichaam om de juiste chemicaliën in de juiste hoeveelheden zowel in als uit cellen te verplaatsen.

"Veel van dit werk wordt gedaan door kanaaleiwitten, bijvoorbeeld in ons zenuwstelsel, waar ze elektrische signalen moduleren door de stroom van ionen door het celmembraan te sturen.

"Omdat ionenkanalen een belangrijk onderdeel zijn van een breed scala aan biologische processen, bijvoorbeeld in het hart, skelet- en spiercontractie, T-celactivering en pancreatische bètacelinsulineafgifte, ze zijn een veelvoorkomend doelwit in de zoektocht naar nieuwe medicijnen.

"Ons werk heeft een nieuw type materiaal gecreëerd - nanobuisjes - dat kan worden gebruikt om deze kanaalprocessen te vervangen en dat met een veel hogere nauwkeurigheid kan worden gecontroleerd dan natuurlijke kanaaleiwitten.

"Door een proces van moleculaire engineering - een beetje zoals moleculair Lego - hebben we de nanobuisjes samengesteld uit twee soorten bouwstenen - cyclische peptiden en polymeren.

"Janus-nanobuisjes zijn een veelzijdig platform voor het ontwerpen van opwindende materialen met een breed toepassingsgebied, van membranen – bijvoorbeeld voor de zuivering van water, voor therapeutische toepassingen, voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnsystemen."