In de afgelopen 20 jaar, het gebruik van nanodeeltjes in de geneeskunde is gestaag toegenomen. Echter, hun veiligheid en effect op het menselijk immuunsysteem blijft een belangrijk punt van zorg. Door verschillende gouden nanodeeltjes te testen, onderzoekers van de Universiteit van Genève (UNIGE) en medewerkers leveren het eerste bewijs van hun impact op menselijke B-lymfocyten - de immuuncellen die verantwoordelijk zijn voor de productie van antilichamen. Het gebruik van deze nanodeeltjes zal naar verwachting de werkzaamheid van farmaceutische producten verbeteren en mogelijke nadelige effecten beperken.

deze resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano , zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van meer gerichte en beter getolereerde therapieën, vooral op het gebied van oncologie. De methodologie maakt het ook mogelijk om in een vroeg stadium van de ontwikkeling van een nieuwe nanodrug de biocompatibiliteit van elk nanodeeltje te testen.

Verantwoordelijk voor de productie van antilichamen, B-lymfocyten zijn een cruciaal onderdeel van het menselijk immuunsysteem, en daarom een ​​interessant doelwit voor de ontwikkeling van preventieve en therapeutische vaccins. Echter, om hun doel te bereiken, vaccins moeten B-lymfocyten snel bereiken zonder te worden vernietigd, wat het gebruik van nanodeeltjes bijzonder interessant maakt.

"Nanodeeltjes kunnen een beschermend vehikel vormen voor vaccins - of andere medicijnen - om ze specifiek af te leveren waar ze het meest effectief kunnen zijn, terwijl andere cellen gespaard blijven, " legt Carole Bourquin uit, een professor aan de faculteiten geneeskunde en wetenschappen van de UNIGE, die dit onderzoek mede heeft geleid. "Deze targeting maakt het ook mogelijk om een ​​lagere dosis immunostimulant te gebruiken terwijl een effectieve immuunrespons behouden blijft. Het verhoogt de werkzaamheid en vermindert bijwerkingen, op voorwaarde dat de nanodeeltjes onschadelijk zijn voor alle immuuncellen."

Soortgelijke studies zijn al uitgevoerd voor andere immuuncellen zoals macrofagen, die op zoek zijn naar en interactie hebben met nanodeeltjes, maar nooit eerder voor de kleinere, en moeilijker te hanteren, B-lymfocyten.

Goud is een ideaal materiaal

Goud is een uitstekende kandidaat voor nanogeneeskunde vanwege zijn bijzondere fysisch-chemische eigenschappen. Goed verdragen door het lichaam en gemakkelijk kneedbaar, dit metaal absorbeert licht en geeft dan warmte af, een eigenschap die kan worden uitgebuit in de oncologie.

"Gouden nanodeeltjes kunnen worden gebruikt om tumoren aan te pakken. Bij blootstelling aan een lichtbron, de nanodeeltjes geven warmte af en vernietigen naburige kankercellen. We kunnen ook een medicijn hechten aan het oppervlak van de nanodeeltjes om op een specifieke locatie te worden afgeleverd, ", legt UNIGE-onderzoeker Sandra Hočevar uit. "Om hun veiligheid en de beste formule voor medisch gebruik te testen, we hebben gouden bollen gemaakt met of zonder een polymeercoating, evenals gouden staven om de effecten van coating en vorm te onderzoeken. Vervolgens hebben we gedurende 24 uur menselijke B-lymfocyten aan onze deeltjes blootgesteld om de activering van de immuunrespons te onderzoeken."

Door activeringsmarkers te volgen die tot expressie worden gebracht op de oppervlakken van B-cellen, de wetenschappers konden bepalen in hoeverre hun nanodeeltjes de immuunrespons activeerden of remden. Hoewel geen van de geteste nanodeeltjes nadelige effecten vertoonde, hun invloed op de immuunrespons verschilde afhankelijk van hun vorm en de aanwezigheid van een polymeer oppervlaktecoating.

"Oppervlakte eigenschappen, evenals de morfologie van nanodeeltjes, zijn zeker belangrijk als het gaat om de interactie tussen nanodeeltjes en cellen. interessant, de gouden nanostaafjes remden de immuunrespons in plaats van deze te activeren, waarschijnlijk door interferentie op het celmembraan te veroorzaken, of omdat ze zwaarder zijn, " zegt Martin Clift, een universitair hoofddocent nanotoxicologie en in vitro-systemen aan de Swansea University Medical School, en de co-leider van het project.

Ongecoate bolvormige deeltjes aggregeren gemakkelijk en zijn daarom niet geschikt voor biomedisch gebruik. Anderzijds, gouden bollen bedekt met een beschermend polymeer zijn stabiel en hebben geen nadelige invloed op de B-lymfocytfunctie. "En we kunnen het vaccin of medicijn dat aan de B-lymfocyten moet worden afgeleverd gemakkelijk in deze coating plaatsen, ", zegt Carole Bourquin. "Bovendien, onze studie stelde een methodologie vast voor het beoordelen van de veiligheid van nanodeeltjes op B-lymfocyten, iets dat nog nooit eerder was gedaan. "Dit kan vooral nuttig zijn voor toekomstig onderzoek, omdat het gebruik van nanodeeltjes in de geneeskunde nog steeds duidelijke richtlijnen vereist."

B-cellen vormen de kern van de vaccinrespons, maar ook op andere gebieden zoals oncologie en auto-immuunziekten. De door de onderzoekers ontwikkelde gouden nanodeeltjes kunnen het mogelijk maken om bestaande medicijnen rechtstreeks aan B-lymfocyten te leveren om de noodzakelijke dosering en mogelijke bijwerkingen te verminderen. In feite, voor de behandeling van hersentumoren worden reeds studies bij patiënten uitgevoerd. Gouden nanodeeltjes kunnen klein genoeg worden gemaakt om de bloed-hersenbarrière te passeren, waardoor specifieke antitumormiddelen rechtstreeks in de kankercellen kunnen worden afgeleverd.