science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Nanobowls dienen medicijnen voor chemotherapie aan kankercellen

In deze illustratie, een nanokom (paarse halve cirkel) ondersteunt de structuur van een liposoom (blauwe membraandubbellaag) om te voorkomen dat een chemotherapiemedicijn (rood) naar buiten lekt. Credit: Nano-letters 2020, DOI:10.1021/acs.nanolet.0c00495

Al decenia, wetenschappers hebben het gebruik van liposomen - holle bollen gemaakt van lipidedubbellagen - onderzocht om chemotherapiemedicijnen aan tumorcellen te leveren. Maar medicijnen kunnen soms uit liposomen lekken voordat ze hun bestemming bereiken, het verminderen van de dosis die door de tumor wordt ontvangen en het veroorzaken van bijwerkingen in gezonde weefsels. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS' Nano-letters een manier om liposomen te stabiliseren door een stijve nanokom in hun binnenholte in te bedden.

Wetenschappers hebben verschillende benaderingen geprobeerd om te voorkomen dat liposomen lekken, zoals het bekleden van hun oppervlakken met polymeren of het verknopen van lipiden in hun dubbellagen. Echter, deze modificaties kunnen de eigenschappen van liposomen veranderen, zodat ze een andere interactie met cellen aangaan. Chao Fang, Jonathan Lovell en collega's wilden een nieuwe manier vinden om liposomen te stabiliseren die hun oppervlakken intact houden. Ze besloten om nanobowls te proberen:holle nanostructuren met een opening waardoor medicijnen zouden kunnen ontsnappen zodra de liposomale dubbellagen in een kankercel uiteenvallen. Ze redeneerden dat door de lipidedubbellaag rond de nanokom te assembleren, de stijve structuur zou het liposoom mechanisch ondersteunen.

Het team bereidde silica nanobowls, het modificeren van hun oppervlakken met een positief geladen chemische groep en het samenstellen van een negatief geladen lipide dubbellaag rond elke structuur. Vervolgens, ze laadden het chemotherapie-medicijn doxorubicine in het met water gevulde centrum. De resulterende nanobowl-gestabiliseerde liposomen waren minder lekkend dan gewone liposomen in serum of onder pure stress, zoals zou worden aangetroffen in bloedvaten, maar nog steeds vrijgegeven doxorubicine wanneer opgenomen door kankercellen in een schaal.

In een experiment met muizen die getransplanteerd waren, uitgezaaide borsttumoren, dieren die werden geïnjecteerd met de nanobowl-liposomen leefden langer dan degenen die reguliere liposomen kregen. De met nanobowl behandelde muizen hadden ook kleinere tumoren in vergelijking met de groep die conventionele liposomen kreeg, en de kanker was niet uitgezaaid naar hun longen, in tegenstelling tot de andere groep. Het simpele, effectieve methode moet "gemakkelijk zijn voor brede toepassing en potentieel hebben voor klinische vertaling, ', zeggen de onderzoekers.