IBS-wetenschappers hebben een nieuwe targetingstrategie gerapporteerd die diepe tumorpenetratie van met medicijnen beladen nanodeeltjes mogelijk maakt. Ze induceerden de koppeling van immuuncelgerichte antilichamen aan met medicijnen beladen nanodeeltjes op de cellen, in plaats van ze in de cellen op te nemen of antilichaam-nanodeeltjes-conjugaten te gebruiken.

Kleine nanobots die door het lichaam stromen om beschadigde cellen te repareren. Ooit verondersteld te worden beschouwd als sciencefiction, deze microrobots worden realiteit met een hele reeks experimentele proeven. Algemeen wordt aangenomen dat nanodeeltjes zo klein zijn dat ze na toediening vrij door het lichaam kunnen zwerven. Echter, dit is maar gedeeltelijk waar. Bij een tumor, nanodeeltjes kunnen slechts op 100 µm van de bloedvaten doordringen in tumoren. De diffusie van de nanodeeltjes kan ook worden belemmerd door verschillende barrières, zoals dicht tumorweefsel, hoge interstitiële druk, en inhomogene vasculaire distributie. Dus, kankercellen die zich diep in het weefsel bevinden, kunnen overleven, met herhaling tot gevolg.

interessant, er is gemeld dat immuuncellen de neiging hebben zich op te hopen bij diepe tumoren. Als tumoren de bloedtoevoer ontgroeien, immuuncellen worden bij voorkeur gerekruteerd naar een tumormicro-omgeving om de bloedtoevoer naar tumoren en weefselremodellering te ondersteunen. Er zijn verschillende pogingen gedaan om immuuncellen te gebruiken om geneesmiddelen tegen kanker af te leveren aan de regio's die ontoegankelijk zijn door conventionele benaderingen voor targeting. Aangezien de meeste van hen tijdrovende manipulaties vereisen om te extraheren, groeien, en injecteer cellen, dit ex vivo proces verlaagt de werkzaamheid van de behandeling. Anderen onderzochten manieren om antilichamen met nanodeeltjes op immuuncellen te richten. Opnieuw, deze aanpak blijkt niet effectief omdat nanodeeltjes zich ophopen met het gedragen chemotherapie-medicijn en de aanduidingen niet efficiënt kunnen bereiken.

In een paper gepubliceerd in Tijdschrift van de American Chemical Society , het gezamenlijke onderzoeksteam onder leiding van directeur Taeghwan Hyeon van het Center for Nanoparticles binnen het Institute for Basic Science (IBS) in Daejeon, Dr. Seung-Hae Kwon aan het Korea Basic Science Institute in Seoul, en Prof. Nohyun Lee aan de Kookmin University in Seoul, Zuid-Korea rapporteerde een nieuwe targetingstrategie die diepe tumorpenetratie van met medicijnen beladen nanodeeltjes mogelijk maakt. Ze gebruikten een "klikreactie, " een chemische reactie die gemakkelijk moleculaire bouwstenen verbindt, net zoals twee stukken van een veiligheidsgordel "klikken" om te sluiten. "Ons idee was om de koppeling van immuuncelgerichte antilichamen aan met medicijnen geladen nanodeeltjes op de cellen te induceren, in plaats van ze in de cellen op te nemen of antilichaam-nanodeeltjes-conjugaten te gebruiken. De meeste andere onderzoeken deden dat wel en leverden geen bevredigende resultaten op, " merkt professor Nohyun Lee op, de corresponderende auteur van de studie.

In een klikreactie, chemische reagentia zorgen voor een gemakkelijke koppeling van onnatuurlijke chemische groepen aan elke plaats van een doeleiwit met een hoge plaatsselectiviteit. In de studie, onderzoekers gebruikten de klikreactie tussen trans-cycloocteen en tetrazine. Trans-cycloocteen-gefunctionaliseerde antilichamen worden in muizen geïnjecteerd om tumor-infiltrerende immuuncellen te labelen. Na een bepaalde tijd, tetrazine-gefunctionaliseerde mesoporeuze silica-nanodeeltjes worden toegediend zodat ze "klikken" om verbinding te maken met immuuncellen. "Deze click-reaction-assisted immune cell targeting (CRAIT) -strategie is met succes de beoogde gebieden 'binnengevallen':realtime fluorescentiebeeldvorming van het tumorweefsel laat zien dat beweeglijke immuuncellen de nanodeeltjes transporteren zoals te zien is in figuur 2. Vergeleken met passieve targeting, de CRAIT-methode zorgde voor een tweevoudige vermindering van de tumorlast in agressieve borstkankermodellen, " legt Dr. Soo Hong Lee uit, de eerste auteur van de studie. De nanodeeltjes geladen met een geneesmiddel tegen kanker, doxorubicine, had geen invloed op de levensvatbaarheid en migratie van de cellen.

Regisseur Taeghwan Hyeon, de corresponderende auteur van de studie zegt:"De intratumorale distributie van nanodeeltjes geleverd door de CRAIT-methode was de sleutel tot het overwinnen van beperkingen van conventionele toedieningsmethoden. Deze studie zal de toepassing van nanomedicijnen verbreden."

Omdat de CRAIT-methode afhankelijk is van de klikreactie, het kan worden toegepast op verschillende leveringsvoertuigen, waaronder micellen, liposomen, en andere nanodeeltjes. Aanvullend, als er voldoende antilichamen beschikbaar zijn, verschillende circulerende cellen kunnen worden gebruikt als leveringsvoertuigen. Omdat de circulerende cellen betrokken zijn bij verschillende ontstekingsziekten, de dekking van de CRAIT-methode is niet beperkt tot kanker. De veelzijdige CRAIT-methode is eenvoudig, die aanpassing van antilichamen en nanodeeltjes vereist met behulp van een goed ontwikkelde bio-conjugatiereactie.