Onderzoekers van de Washington State University hebben een nieuwe manier ontwikkeld om medicijnen en therapieën op nanoschaal in cellen te brengen zonder toxische effecten te veroorzaken die andere dergelijke inspanningen hebben belemmerd.

Het werk zou ooit kunnen leiden tot effectievere therapieën en diagnostiek voor kanker en andere ziekten.

Onder leiding van Yuehe Lin, professor in WSU's School of Mechanical and Materials Engineering, en Chunlong Chen, senior wetenschapper bij het Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) van het Department of Energy, het onderzoeksteam ontwikkelde biologisch geïnspireerde materialen op nanoschaal die in staat waren om effectief therapeutische modelgenen in tumorcellen af ​​te leveren. Ze publiceerden hun resultaten in het tijdschrift, Klein .

Onderzoekers hebben gewerkt aan de ontwikkeling van nanomaterialen die therapeutische genen effectief rechtstreeks in de cellen kunnen brengen voor de behandeling van ziekten zoals kanker. De belangrijkste problemen voor genafgifte met behulp van nanomaterialen zijn hun lage afgifte-efficiëntie van medicijnen en potentiële toxiciteit.

"Om nanotechnologie voor medische doeleinden te ontwikkelen, het eerste dat u moet overwegen, is toxiciteit - dat is de eerste zorg voor artsen, " zei Lin.

Het bloemachtige deeltje dat het WSU- en PNNL-team heeft ontwikkeld, is ongeveer 150 nanometer groot, of ongeveer duizend keer kleiner dan de breedte van een stuk papier. Het is gemaakt van vellen peptoïden, die vergelijkbaar zijn met natuurlijke peptiden waaruit eiwitten bestaan. De peptoïden zorgen voor een goed medicijnafgiftedeeltje omdat ze vrij gemakkelijk te synthetiseren zijn en, omdat ze vergelijkbaar zijn met natuurlijke biologische materialen, goed werken in biologische systemen.

De onderzoekers voegden fluorescerende sondes toe in hun peptoid nanoflowers, zodat ze ze konden volgen terwijl ze zich een weg baanden door cellen, en ze voegden het element fluor toe, waardoor de nanoflowers gemakkelijker konden ontsnappen uit lastige cellulaire vallen die de medicijnafgifte vaak belemmeren.

De bloemachtige deeltjes beladen met therapeutische genen konden soepel hun weg vinden uit de voorspelde cellulaire val, het hart van de cel binnengaan, en hun drugs daar vrijgeven.

"De nanobloemen ontsnapten met succes en snel (de celval) en vertoonden minimale cytotoxiciteit, " zei Lin.

Na hun eerste testen met modelgeneesmiddelmoleculen, de onderzoekers hopen verder onderzoek te doen met echte medicijnen.

"Dit effent voor ons een nieuwe manier om nanocargo's te ontwikkelen die efficiënt medicijnmoleculen in de cel kunnen afleveren en nieuwe kansen biedt voor gerichte gentherapieën, " hij zei.

Het WSU- en PNNL-team hebben een patentaanvraag ingediend voor de nieuwe technologie, en ze zoeken industriële partners voor verdere ontwikkeling.