Wetenschappers hebben ontdekt dat een polymeer een sleutel kan zijn om in tumoren te komen:Prof. Prasad Shastri, Directeur van het Institute of Macromolecular Chemistry en kernlid van het cluster of excellence BIOSS Center for Biological Signalling Studies aan de Universiteit van Freiburg, en afgestudeerde studenten Julia Voigt en Jon Christensen hebben een nieuw paradigma voor thuisnanodeeltjes ontwikkeld, containers van enkele 100 nanometer groot, naar endotheelcellen.

Met behulp van net geladen polymeren met de juiste affiniteit voor cellipiden, het team heeft nanodeeltjes ontwikkeld die specifieke celtypen kunnen herkennen aan hun chemische eigenschappen. "Dit is een opmerkelijke ontdekking, omdat het voor het eerst een specifiek celtype kan targeten, puur door middel van biofysische principes, en zonder de traditionele ligand-receptorbenadering te gebruiken", zegt prof. Shastri die de studie leidde. Tot nu toe plaatsten onderzoekers moleculen op nanodeeltjes die zich aan eiwitten op het celoppervlak kunnen hechten - receptoren genaamd.

Deze receptoren fungeren als adres of biologische postcode. Bij tumoren kunnen deze adressen echter snel veranderen met de tijd. Om dit gebrek aan precisie op te lossen, hebben Shastri en team deeltjes ontwikkeld die met behulp van een biofysische benadering aan endotheelcellen worden afgeleverd. "Deze leveringsaanpak vereist geen biologische postcode voor het richten van nanodeeltjes en is een belangrijke stap voorwaarts in de ontwikkeling van op nanodeeltjes gebaseerde systemen voor de behandeling van kanker", zegt Julia Voigt, de hoofdauteur van het artikel.

Kankers zijn zeer hongerige weefsels en ze hebben constante voeding nodig. Dit wordt verzorgd door hun eigen toevoer van bloedvaten. "Door achter endotheelcellen aan te gaan die deze bloedvaten vormen, we kunnen de tumor uithongeren of doden met één lading", zegt Jon Christensen, co-auteur van deze studie en werkt aan tumormetastase.

Nanodeeltjes worden gebruikt om therapieën te leveren bij de behandeling van kankers. Deze zeer kleine pillen, hoekstenen van nanogeneeskunde, geïnjecteerd in het lichaam en via de bloedbaan de tumorcellen bereiken. Wanneer ze de beoogde cellen vinden, ze moeten worden gegeten zodat het medicijn in de cel kan werken. Dit mechanisme wordt receptor-gemedieerde endocytose genoemd. Shastri en zijn team wilden een nieuwe aanpak ontwikkelen die zich richt op een transportproces dat dominant is in endotheelcellen. Het blijkt dat een structuur genaamd caveolae in grote hoeveelheden wordt gevonden op endotheelcellen. Caveolae zijn "lipid rafts" op het celmembraan en zijn een van de deuren naar de endotheelcellen. Prof. Shastri en zijn team ontdekten dat door nanopillen gemaakt van lipiden te decoreren met negatief geladen polymeren, nanodeeltjes kunnen bij voorkeur via deze deur binnenkomen.

"Hoe deze geladen polymeren de nanodeeltjes precies in staat stellen deze deur te openen, weten we nog niet, maar we hebben er alle vertrouwen in dat deze methode met verdere studies een nieuwe benadering van de levering van medicijnen in het algemeen zou kunnen inluiden, ' zegt Shastri.