Herinner je je de scène in de film Mission:Impossible nog wanneer Tom Cruise de kluis in moet sluipen? Hij moest allerlei bewegingen maken om niet ontdekt te worden. Zo is het om een ​​gericht medicijn in een nier te sluipen en te voorkomen dat het uit het lichaam wordt geëlimineerd.

Omdat de nieren de filtermiddelen in ons lichaam zijn, ze willen graag van kleine deeltjes af waarvan ze voelen dat ze er niet thuishoren. En als de nier een deeltje niet uitfiltert, het uitscheiden via de urine, het kan worden geëlimineerd door de lever, die macrofagen gebruikt om vreemde lichamen te zoeken en te verwijderen.

Onderzoekers van de USC Viterbi School of Engineering, samen met collega's van de Keck School of Medicine van het USC, hebben peptide-nanodeeltjes ontwikkeld om het biologische systeem te slim af te zijn en zich op de niercellen te richten. De innovatie kan van cruciaal belang zijn om chronische nierziekte aan te pakken.

Een op de drie Amerikanen krijgt in zijn leven een chronische nierziekte. Daten, er zijn maar weinig oplossingen geweest voor geavanceerde nierziekte buiten dialyse en niertransplantatie - die beide ongelooflijk duur en belastend zijn. Eerder, artsen zouden ook zware doses medicijnen moeten voorschrijven, omdat ze hoopten dat een deel van de medicatie de nier zou kunnen bereiken en richten. Echter, deze zware dosering had nadelige effecten op andere organen in het lichaam.

Hoewel gerichte medicijnafgifte lange tijd een concentratiegebied is geweest voor kankeronderzoek, nanodeeltjes voor gerichte medicijnafgifte voor de nieren zijn grotendeels onontgonnen gebleven, zegt de hoofdauteur van de studie, Eun Ji Chung, een WiSE Gabilan Universitair Docent en Universitair Docent Biomedische Technologie, Chemische technologie en materiaalkunde, en Nefrologie en Hypertensie aan het USC en een professor in het nieuwe USC Michelson Center for Convergent Bioscience.

Eigenlijk, de onderzoekers deden er enkele maanden over om hun niertargeting-deeltje te maken. Dit nanodeeltje is een micel, die 10-20 keer kleiner is dan een traditioneel nanodeeltje. Deze specifieke micel wordt gesynthetiseerd uit een peptideketen die is samengesteld uit lysine en glutaminezuren. De extra kleine afmeting van het nanodeeltje maakt passage in de nieren mogelijk door de initiële barrière van nierfiltratie, terwijl het peptide het nanodeeltje in de nieren laat blijven en mogelijk een medicijn op de plaats van de ziekte lossen zonder te worden verwijderd door de urine. Op deze manier, de onderzoekers profiteren van een natuurlijk mechanisme van het lichaam om zich op de nieren te richten, en kan systemische off-target bijwerkingen die kenmerkend zijn voor de meeste niergeneesmiddelen minimaliseren.

Resultaten van in vivo testen:

De onderzoekers injecteerden muizen met fluorescerende nanodeeltjes. Ze ontdekten dat de nanodeeltjes die ze hadden ontwikkeld meer aanwezig waren in de nier dan in andere delen van het lichaam. Deze deeltjes zouden dus selectiever medicijnen kunnen dragen dan eerdere tests door andere onderzoekers. Verder, deze biocompatibele, biologisch afbreekbare deeltjes waren in staat om in minder dan een week uit het lichaam te verdwijnen en zouden andere organen niet beschadigen.

De studie "Ontwerp en in vivo karakterisering van niergerichte multimodale micellen voor toediening van niermedicijnen, " werd uitgevoerd door Eun Ji Chung, Jonathan Wang, Christoffel Poon, Deborah Chin, Sarah Milkowski, Vivian Lu aan de Viterbi School of Engineering; en Kenneth R. Hallows van de Keck School of Medicine aan het USC. Het stond in het journaal Nano-onderzoek en Professor Chung werd geselecteerd als Young Innovator in Nanobiotechnology van het tijdschrift.