Dragersystemen van nanoformaat hebben een medische toepassing bij het verbeteren van de farmacologische eigenschappen van bioactieve middelen. Voor veel therapeutische benaderingen het is belangrijk dat het draagsysteem de lading stabiel kan opnemen tijdens circulatie zonder aggregatie te veroorzaken, terwijl lading idealiter pas zou moeten worden vrijgegeven na succesvolle cellulaire opname. Aan deze eisen is tot nu toe alleen voldaan door chemische benaderingen met moeilijk te karakteriseren nanodeeltjes. Bijgevolg, klinische vertaling van deze systemen is zeer moeilijk te bereiken.

Chemici uit Mainz en medewerkers hebben aangetoond dat reactieve polypept(o)iden ideale bouwstenen vormen om de morfologie en functie van dragersystemen op een eenvoudige maar nauwkeurige manier te regelen. Polypept(o)ides (polysarcosine-blok-polypeptide-copolymeren) zijn naar voren gekomen als interessante hybride materialen voor medicijndragersystemen omdat ze eiwitresistentie en hoge wateroplosbaarheid van polysarcosine combineren met de responsiviteit van stimuli, intrinsieke multifunctionaliteit, en secundaire structuurvorming van polypeptiden.

In dit samenwerkingsverband de onderzoekers toonden voor het eerst aan dat de vorming van β-sheets door het synthetische polypeptidesegment kan worden benut om opzettelijk de morfologie van polymere micellen te manipuleren (Klinker K et al. Ange. Chem. Int. Ed . 2017, 56 (32) 9608-9613 &Ange. Chem. 2017, 129 (32), 9737-9742), die de synthese van bolvormige of wormachtige micellen uit hetzelfde blokcopolymeer mogelijk maakt. Door reactieve groepen in het polypeptidesegment van het blokcopolymeer te gebruiken, micellen kunnen in de kern worden verknoopt door dithiolen, resulterend in bio-reversibele disulfidebindingen. Door een verschil in redoxpotentiaal, disulfiden worden als extracellulair als stabiel beschouwd, terwijl ze intracellulair snel worden gereduceerd tot vrije dithiolen, wat leidt tot een desintegratie van het draagsysteem en het vrijkomen van de lading.

"Op deze manier, een verscheidenheid aan nanodragers met verschillende functies wordt gemakkelijk toegankelijk vanuit één enkel blokcopolymeer en een zeer selectieve post-polymerisatiestap. Deze modulaire benadering van nanodeeltjes met verschillende functie en morfologie behandelt belangrijke vragen met een goede vergelijkbaarheid, zoals de invloed van grootte en vorm op in vivo circulatietijden, biologische distributie, tumor accumulatie, celopname en therapeutische respons aangezien hetzelfde uitgangsmateriaal wordt gebruikt, ', zegt Matthias Barz.

Eerste in vivo experimenten hebben al aangetoond dat deze kerngestabiliseerde micellaire nanodragers een stabiel circulatiegedrag vertonen, wat erop wijst dat interacties met serumcomponenten of bloedvaten afwezig zijn. Alleen door ervoor te zorgen dat er geen aspecifieke interacties plaatsvinden binnen de complexe biologische setting, cellulaire opname in gewenste specifieke celpopulaties lijkt haalbaar. Het therapeutisch potentieel van het beschreven nanodeeltjesplatform zal verder worden onderzocht met betrekking tot immunotherapie van maligne melanoom binnen de SFB 1066.