Een team van onderzoekers van de New York University heeft eiwitmicellen op nanoschaal ontwikkeld die zowel chemotherapeutische medicijnen kunnen leveren als gevolgd kunnen worden door magnetische resonantiebeeldvorming (MRI).

De innovatie valt in de categorie "theranostics, " wat betekent dat het diagnostische capaciteit en medicijnafgifte combineert, waardoor onderzoekers therapie kunnen toedienen terwijl ze ook niet-invasief de therapeutische voortgang volgen en de noodzaak van chirurgische ingrepen drastisch verminderen.

Het team wordt geleid door NYU Tandon School of Engineering Professor of Chemical and Biomolecular Engineering Jin Kim Montclare, die zegt:"Denk aan de analogie van een raket gericht op een doel, met het chemotherapeuticum als raket en de kankercellen als doelwit. Het is niet genoeg om blindelings te mikken; je moet de voortgang van de raket zorgvuldig volgen en bepalen in hoeverre deze effectief is."

Haar onderzoekspaper, "Protein Engineered Nanoscale Micellen voor Dynamic Magnetic Resonance en Therapeutic Drug Delivery, " werd gepubliceerd in het tijdschrift American Chemical Society ACS Nano . Het was co-auteur van Radiology Associate Professor Youssef Wadhghiri bij het Center for Advanced Imaging Innovation and Research en het Center for Biomedical Imaging, beide aan de NYU School of Medicine; Lindsay Heuvel, een student die met beide hoogleraren werkt; Priya Katyal, een postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Montclare; Minh Hoang en Zakia Youss, beide onderzoekers werken met Wadhghiri; Joseph Frezzo, Cynthia Xu, en Xuan Xie, alle oud-studenten van Montclare; en Erika Delgado-Fukushima, een student in haar lab.

Het artikel legt uit dat gemanipuleerde eiwitten een interessante sjabloon vormen voor het ontwerpen van fluor-19 (19F) MRI-contrastmiddelen, toch werd de vooruitgang belemmerd door de onvoorspelbare relaxatie-eigenschappen van fluor. (MRI is gebaseerd op het detecteren van verschillen in de relaxatiesnelheden van de protonen van watermoleculen in weefsel, maar er zijn momenten waarop de snelheden niet voldoende verschillen tussen weefseltypes om een ​​bruikbaar contrast te produceren.)

Als oplossing, Montclare en haar co-auteurs presenteren de biosynthese van een eiwitblokcopolymeer dat aminozuurbouwstenen bevat met 19F, "gefluoreerd thermoresponsief geassembleerd eiwit" (F-TRAP) genoemd, die assembleert tot een micellen op nanoschaal met opmerkelijke beeldvormende eigenschappen, samen met het vermogen om kleine therapeutische moleculen in te kapselen en vrij te geven.

Eerder, Montclare had een eiwit-lipidesysteem ontwikkeld dat niet alleen therapeutische geneesmiddelen met kleine moleculen kan vervoeren, maar ook nucleïnezuren voor gentherapie, als dubbele lading, om kanker te behandelen, suikerziekte, en andere aandoeningen die een verscheidenheid aan therapeutische benaderingen vereisen.

"De vooruitgang die Jin Montclare heeft gemaakt in eiwittechnologie is een voorbeeld van de toewijding van Tandon en NYU aan samenwerking, translationeel onderzoek met het potentieel om een ​​positieve impact te hebben op de gezondheidszorg voor talloze patiënten, " zei NYU Tandon Dean Jelena Kovačevi?. "We zijn er trots op dat ze problemen van zo'n groot medisch en maatschappelijk belang effectief aanpakt."