Artsen willen allerlei soorten nanodeeltjes in het lichaam gebruiken, bijvoorbeeld om gedetailleerde afbeeldingen van anatomie en ziekte te construeren, en om kankerbestrijdende medicijnen diep in tumorweefsel af te leveren. Echter, miljoenen jaren van evolutie hebben het lichaam uitgerust om vreemde deeltjes te identificeren en af ​​te wijzen, zelfs nanodeeltjes. En dus was een grote uitdaging bij het gebruik van nanogeneeskunde de ongelukkige efficiëntie van het immuunsysteem bij het reageren op wat het ziet als infectie, in het beste geval nanodeeltjes opruimen voordat ze hun doelen kunnen bereiken, en in het slechtste geval wat leidt tot een gevaarlijke overreactie van het immuunsysteem die bijwerkingen en ernstige risico's met zich meebrengt.

Een studie van het University of Colorado Cancer Center die vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur Nanotechnologie beschrijft een belangrijke stap in de activering van het immuunsysteem tegen nanodeeltjes. De bevinding kan onderzoekers en uiteindelijk artsen in staat stellen nanodeeltjes te verhullen tegen het immuunsysteem, waardoor deze deeltjes hun therapeutische werk kunnen doen.

Eerder, het lab van CU Cancer Center-onderzoeker Dmitri Simberg, doctoraat, heeft aangetoond dat bloedeiwitten (gezamenlijk eiwitcorona genoemd) nanodeeltjes omhullen, markeren voor een aanval van het immuunsysteem. Vooral, het Simberg-lab toonde aan dat een van de belangrijkste componenten van het immuunsysteem, namelijk het complementsysteem, kunnen nanodeeltjes niet aanvallen tenzij ze zijn gecoat met eiwitcorona. Nu toont het Simberg-lab nog een stap in dit proces:natuurlijke antilichamen in de eiwitcorona zijn verantwoordelijk voor het vermogen van het complementsysteem om nanodeeltjes te herkennen en aan te vallen.

"In principe, we ontdekten dat C3-afzetting op nanodeeltjes (en dus activering van het immuunsysteem tegen nanodeeltjes) echt afhangt van natuurlijke antilichamen in het bloed van elke persoon, " zegt Simberg, die ook universitair hoofddocent is aan de Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. "We kunnen deze antilichamen verwijderen en er is heel weinig activatie van het complementsysteem. Dan kunnen we deze antilichamen weer toevoegen en is er activatie.

De studie, die werd gedaan in samenwerking met Moein Moghimi, doctoraat, Professor aan de Universiteit van Newcastle in het VK, gekeken naar het vermogen van een gangbaar complementsysteemeiwit, bekend als C3, om veelgebruikte op nanodeeltjes gebaseerde antikankergeneesmiddelen LipoDox en Onivyde te vinden en aan te vallen, (evenals het op nanodeeltjes gebaseerde ijzeroxidesupplement Feraheme). Toen Simberg en collega's antilichamen, bekend als immunoglobulinen, uit het bloed van gezonde donoren en kankerpatiënten putten, het vermogen van C3 om deze nanodeeltjes te vinden en te markeren was met 70-95 procent verminderd. Toen het team immunoglobulinen herstelde, ze zagen opnieuw C3-opbouw op deze nanomedicijnen.

"Ons immunologisch geheugen bestaat uit antilichamen die ons helpen ziekteverwekkers te herkennen die we lang geleden zijn tegengekomen. Elke persoon heeft een reeks natuurlijke antilichamen die nanodeeltjes herkennen. De individuele reactiviteit van een persoon op een specifiek soort nanodeeltje hangt af van sommigen mate van hoeveel van deze antilichamen een persoon heeft. Er is variabiliteit - één persoon kan meer antilichamen hebben die een bepaald soort nanodeeltje herkennen, terwijl een andere persoon verschillende antilichamen heeft die een ander soort nanodeeltje herkennen, ', zegt Simberg.

"Wat echt opwindend is, is dat al deze antilichamen niet lijken te binden aan naakte nanodeeltjes. Het deeltje moet worden gecoat met een eiwitcorona - binding van deze antilichamen is veel efficiënter als je deze andere eiwitten eerst aan de nanodeeltjes laat kleven, ' zegt Simberg.

Voortzetting van het werk hoopt de oorsprong en bron te ontdekken van antilichamen die nanodeeltjes herkennen, Dit geeft een duidelijker beeld van waarom sommige mensen een overreactie van het immuunsysteem vertonen als reactie op medicijnen op basis van nanodeeltjes. Door te begrijpen hoe antilichamen nanodeeltjes herkennen, Simberg en zijn team hopen manieren te vinden om deze actie selectief te blokkeren, wat leidt tot meer effect en minder bijwerkingen van nanomedicijnen.