Kleine koolstofcapsules zijn onzichtbaar voor de chemische poortwachter die potentieel schadelijke stoffen uit onze lichaamscellen spoelt, volgens onderzoek gepubliceerd in de International Journal of Computational Biology and Drug Design . De bevinding zou het mogelijk kunnen maken dat een geneesmiddel de cellen in wordt gesmokkeld, zelfs wanneer resistentie tegen meerdere geneesmiddelen is geëvolueerd.

Sergey Shityakov en Carola Förster van de Universiteit van Würzburg, Duitsland, leg uit dat het eiwit, P-glycoproteïne, treedt op als poortwachter, het wegspoelen van potentieel schadelijke chemicaliën die het lichaam binnenkomen, evenals de natuurlijk voorkomende producten van het metabolisme. Het eiwit speelt dus een vitale rol in de gezondheid van de cel. Helaas, het is een sterke modulator van chemisch verkeer door het celmembraan en kan ook voorkomen dat therapeutische middelen goed werken, ze wegspoelen alsof het gewoon schadelijke verbindingen zijn. Dit proces ondersteunt de opkomst van multidrugresistentie bij verschillende ziekten, waaronder verschillende vormen van kanker.

Shityakov en Förster hebben onlangs onthuld dat als er een manier was om de aanwezigheid van het therapeutische middel te maskeren, later zou de poortwachter ze niet zien als "ongewenste moleculaire entiteiten" die moeten worden uitgeroeid, en daarom, deze medicijnen kunnen mogelijk ongehinderd hun werk doen en zo de resistentie tegen medicijnen overwinnen. Echter, sommige van de chemische stoffen hebben zich tot het rijk van de nanotechnologie gewend, en vooral, kleine capsules van koolstofatomen bekend als fullerenen en de verwante moleculen, de koolstof nanobuisjes. De laatstgenoemde synthetische materialen worden niet herkend door P-glycoproteïne en kunnen dus lipidemembranen binnendringen die vrij in en uit cellen bewegen.

Het team heeft onderzocht of het mogelijk is om medicijnmoleculen in deze nanocapsules te vervoeren, zodat ze niet worden gehinderd door interacties met P-glycoproteïne of andere receptoren. Ze gebruikten krachtige computertechnieken om aan te tonen dat koolstofnanobuisjes niet in staat zijn om te "docken" met het poortwachter-eiwit. Bovendien, hun analyse van de bindingsenergie die nodig is om een ​​nanobuisje in P-glycoproteïne te duwen, laat zien dat het proces ongunstig is en dus in plaats van te "koppelen" aan dit poortwachtereiwit, worden deze eigenaardige materialen erdoor afgestoten om het binnenste van de cel te behouden en zo hebben de potentieel om als moleculaire drugssmokkelaar op te treden.