Nanomedicine heeft het afgelopen decennium bijgedragen aan een betere opsporing en behandeling van kanker. Nanodeeltjes zijn honderden keren kleiner dan de kleinste zandkorrel en kunnen daarom gemakkelijk in de bloedbaan reizen om de tumor te bereiken. Echter, ze zijn nog te groot om door de nieren te worden verwijderd. Omdat er meerdere doses nanodeeltjes nodig zijn om een ​​tumor te behandelen, na verloop van tijd kunnen de nanodeeltjes zich ophopen in de nieren en onherstelbare schade aanrichten. In een studie gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Biomaterialen , materiaalwetenschappers van de Universiteit van Freiburg onder leiding van Prof. Dr. Prasad Shastri van het Instituut voor Macromoleculaire Chemie presenteren nu een natuurlijke oplossing voor dit probleem:ze bouwden nanodeeltjes met koolhydraatpolysacchariden, wat leidde tot de uitscheiding van de deeltjes.

In de natuur, virussen zoals het herpes simplex virus-1 en het cytomegalovirus kunnen ondanks hun grote omvang in vergelijking met nanodeeltjes door het nierfiltratieapparaat gaan. Shastri en zijn team hebben vastgesteld dat beide virussen suikermoleculen op hun oppervlak presenteren. Geïnspireerd door deze observatie, de wetenschappers ontwikkelden nanodeeltjes die polysachariden bevatten.

Deze koolhydraten worden vaak aangetroffen in de omgeving van menselijk weefsel. Met behulp van een realtime beeldvormingstechniek, die zij in hun laboratorium hebben vastgesteld, het team onderzocht in een muismodel het lot van deze nanodeeltjes. Ze merkten op dat de met polysacharide verrijkte nanodeeltjes gemakkelijk door de nieren gaan en binnen enkele uren na intraveneuze toediening met de urine worden uitgescheiden. Doorslaggevend voor de onderzoekers was dat de nanodeeltjes bleven werken zoals bedoeld en zich nog steeds op tumoren konden richten.

"Het vermogen om tumoraccumulatie en nierklaring in hetzelfde nanodeeltje te combineren, vertegenwoordigt een omslagpunt om ervoor te zorgen dat nanomedicijnen veilig kunnen worden toegediend, ", zegt Shastri. "Onze op de natuur geïnspireerde aanpak stelde ons in staat om de nieromgeving te misleiden om nanodeeltjes door te laten, " voegt Dr. Melika Sarem toe, die co-auteur was van de studie.