IBM heeft aangekondigd dat zijn onderzoekers een nieuwe manier hebben gevonden om de immuunrespons van het lichaam te activeren door gebruik te maken van met polymeer gecoate grafeenvellen. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

In het geval van kankerbehandeling, om specifieke tumoren in het lichaam aan te pakken, wetenschappers hebben technieken ontwikkeld waarbij medicijnmoleculen direct aan het oppervlak van een nanomateriaal worden bevestigd, zoals grafeenvellen. Door het nanomateriaal en de medicijnmoleculen te combineren, deze "nanotherapieën" kunnen clinici helpen tumoren te behandelen door de medicijnen rechtstreeks naar de tumoren te transporteren, waar ze kunnen worden afgegeven aan de kankercellen om de ziekte te helpen bestrijden.

Eerder, onderzoekers hadden vastgesteld dat nanotherapieën de toepassing van coatingmoleculen vereisen, zoals polyethyleenglycol, om biocompatibel te zijn en beschadiging van omliggende cellen te voorkomen, zoals aangetoond in een eerdere studie gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie door hetzelfde team bij IBM Research. Het nieuwe onderzoek van IBM geeft aan dat de met polymeer gecoate grafeenvellen een onbedoelde, voorheen onbekend, secundair effect, die de afgifte van cytokine-eiwitten triggert. Deze eiwitten fungeren als "signaaluitbarstingen van het lichaam" en trekken de immuuncellen van het lichaam aan, zoals helper-T-cellen (die het signaal doorsturen) en killer-T-cellen (die geïnfecteerde cellen doden) naar de locatie van de grafeenvellen.

Simulaties op IBM's Blue Gene-supercomputer toonden aan dat de polymeren de nanomaterialen aan celoppervlakken hechten, het versterken van het initiële signaleringsproces. Onderzoek suggereert dat deze signalen binnen zes uur nadat de nanodrugs zijn aangetroffen, worden uitgezonden.

"We hebben in wezen een nieuwe manier ontdekt voor clinici om het immuunsysteem van het lichaam in actie te brengen - wat geen gemakkelijke taak is", zegt Dr. Ruhong Zhou, Manager, Soft Matter Science bij IBM Research. "Deze ontdekking zou een ongelooflijke ontwikkeling in de precisiegeneeskunde kunnen betekenen. Als deze nanomaterialen het doelwit waren, zeggen, tumoren of met virus geïnfecteerde cellen, men zou kunnen, in principe, het immuunsysteem stimuleren om kanker en infecties bij de bron aan te pakken."

Clinici kunnen immunotherapieën zoals nanotherapieën koppelen aan de levering van traditionele medicijnen, die al compatibel zijn met grafeenoppervlakken. De combinatie van zowel nano- als traditionele geneesmiddelen en de natuurlijke reactie van het lichaam van het immuunsysteem zou de basis kunnen vormen voor nieuwe manieren voor clinici om menselijke ziekten te bestrijden.