Een recente studie, aangesloten bij het Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) in Zuid-Korea heeft een nieuw, gericht medicijnafgiftesysteem geïntroduceerd in de strijd tegen kanker.

Een team van onderzoekers, aangesloten bij UNIST heeft onlangs een nieuw gericht medicijnafgiftesysteem geïntroduceerd dat de farmacologische en therapeutische eigenschappen van conventionele kankerbehandelingen kan verbeteren. De nieuwe technologie heeft de veiligheid en efficiëntie drastisch verbeterd door het gebruik van het supramoleculaire gebouwde corona-schild van eiwitten als een richtmiddel door de interfaces tussen nanodeeltjes en biologische systemen te reguleren.

Deze doorbraak is gezamenlijk geleid door professor Ja-Hyoung Ryu, Professor Sebyung Kang, en professor Chaekyu Kim in de School of Life Sciences van UNIST. Hun bevindingen zijn online gepubliceerd in Natuurcommunicatie (IF:12.353) op 31 oktober, 2018.

Gericht medicijnafgiftesysteem verwijst naar de methode die selectief medicijnen naar beoogde weefsels transporteert, organen, en cellen via een verscheidenheid aan geneesmiddelendragers. Hoewel er tienduizenden medicijnafgiftesystemen zijn ontwikkeld, het effect is minimaal geweest. Dit komt omdat honderden eiwitten in het lichaam zich aan het medicijnafgiftesysteem hechten (eiwit-corona-fenomeen). Door dit fenomeen, zelfs wanneer het medicijn een doelwit bereikt, zoals een kankercel, de behandelingsefficiëntie is zeer laag, en andere bijwerkingen zijn waargenomen, die toxische bijwerkingen kunnen veroorzaken.

"Er werd gemeld dat het mogelijk is om de impact van proteïne-corona op de toediening van doelwitgeneesmiddelen te verminderen door de vorming van een beschermend schild, samengesteld uit goed gestructureerde speciale eiwitten die zeer stabiel zijn en geen interactie met elkaar hebben, " zegt professor Ryu. "De nieuwe technologie lijkt veel op de strategie waarbij je de controle over je vijanden overneemt, vijanden gebruiken."

In dit werk, het onderzoeksteam introduceerde het eiwit corona schild (PCS) -concept voor een efficiënt systeem voor het afleveren van geneesmiddelen. Met behulp van recombinant-DNA-technologie, het onderzoeksteam heeft recombinante fusie-eiwitten gemaakt met de verbeterde fysieke stabiliteit en kankerselectieve gerichtheid. Dit fusie-eiwit, dan, werd gebruikt als een schild om het oppervlak van medicijndragers van nanodeeltjes in te kapselen, waardoor PCS-nanodeeltjes (PCSN's) worden geconstrueerd.

In principe, Geneesmiddelendragers van nanodeeltjes met een doelligand verliezen hun richtend vermogen wanneer ze worden gecoat door bloedeiwitten in een biologische omgeving. Echter, het nieuwe PCS-systeem kan de adsorptie van bloedeiwitten remmen om het doelvermogen te behouden en ongewenste klaring door het mononucleaire fagocytsysteem te voorkomen.

Om de interacties tussen PCSN's en externe biologische componenten te begrijpen, het onderzoeksteam heeft een omgeving gecreëerd die lijkt op menselijke biologische systemen. Dit is geanalyseerd via computersimulatie. De resultaten
toonde ongeveer 10 keer grotere therapeutische werkzaamheid bij het voorkomen van de invasie van ongewenste externe eiwitten.

Ze onderzochten ook het effect van medicijnafgifte met behulp van immuuncellen en kankercellen. Het PCS-medicijnafgiftesysteem kan kankercellen doden zonder te worden opgevangen door immuuncellen, zelfs na langdurige blootstelling aan biologische omgevingen. In muismodellen van kanker, het team ontdekte dat de PCSN een lagere toxiciteit vertoont, evenals uitstekende tumor-targeting vermogen.

"Naast de behandeling van kanker, onze bevindingen kunnen ook worden toegepast op verschillende gebieden, zoals de diagnose en behandeling van verschillende ziekten, evenals de warmte-optische therapie, ", zegt professor Ryu. "We zijn van plan om een ​​platform te introduceren dat verschillende rollen zal vervullen en in de toekomst op verschillende manieren recombinante eiwitten zal ontwerpen."

Hij voegt toe, "Het zal mogelijk zijn om toegang te krijgen tot het universele platform, een lange tijd doel van nanotechnologie. Het is ook zinvol dat we de brontechnologie hebben veiliggesteld voor een nieuw, doelgericht medicijnafgiftesysteem."