Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Morteza Mahmoudi van de Michigan State University heeft een nieuwe methode ontwikkeld om beter te begrijpen hoe nanomedicijnen - opkomende diagnostiek en therapieën die erg klein maar erg ingewikkeld zijn - interageren met de biomoleculen van patiënten.

Geneesmiddelen op basis van nanoscopische deeltjes hebben de belofte om effectiever te zijn dan de huidige therapieën en bijwerkingen te verminderen. Maar subtiele complexiteit heeft de meeste van deze deeltjes beperkt tot onderzoekslaboratoria en buiten klinisch gebruik, zei Mahmoudi, een assistent-professor bij de afdeling Radiologie en het Precision Health Program.

"Er is een aanzienlijke investering van belastinggeld gedaan in onderzoek naar nanomedicijnen voor kanker, maar dat onderzoek niet succesvol is vertaald naar de kliniek, "Zei Mahmoudi. "De biologische effecten van nanodeeltjes, hoe het lichaam interageert met nanodeeltjes, slecht begrepen blijven. En ze moeten in detail worden overwogen."

Mahmoudi's team heeft nu een unieke combinatie van microscopietechnieken geïntroduceerd om deze biologische effecten meer gedetailleerd te kunnen onderzoeken. die de onderzoekers beschreven in het tijdschrift Natuurcommunicatie , online gepubliceerd op 25 januari.

De methoden van het team laten onderzoekers belangrijke verschillen zien tussen deeltjes die zijn blootgesteld aan menselijk plasma, het celvrije deel van bloed dat biomoleculen bevat, waaronder eiwitten, enzymen en antilichamen.

Deze biologische bits klikken vast op een nanodeeltje, het creëren van een coating die corona wordt genoemd (niet te verwarren met het nieuwe coronavirus), het Latijnse woord voor kroon. Deze corona bevat aanwijzingen over hoe nanodeeltjes interageren met de biologie van een patiënt. Nutsvoorzieningen, Mahmoudi en zijn collega's hebben laten zien hoe je een ongekend zicht op die corona krijgt.

"Voor de eerste keer, we kunnen de 3D-structuur van de met biomoleculen beklede deeltjes op nanoniveau in beeld brengen, "Zei Mahmoudi. "Dit is een nuttige benadering om nuttige en robuuste gegevens voor nanomedicijnen te krijgen, om het soort gegevens te krijgen dat van invloed kan zijn op de beslissingen van wetenschappers over de veiligheid en werkzaamheid van nanodeeltjes."

Hoewel dit soort werk uiteindelijk helpt om therapeutische nanomedicijnen naar de kliniek te brengen, Mahmoudi is niet optimistisch dat er op korte termijn brede goedkeuring zal komen. Er valt nog veel te leren over de deeltjes. Verder, een van de dingen die onderzoekers heel goed begrijpen - dat minieme variaties in deze kleine medicijnen een buitensporige impact kunnen hebben - werd onderstreept door deze studie.

De onderzoekers zagen dat de corona's van nanodeeltjes uit dezelfde batch, blootgesteld aan hetzelfde menselijke plasma, kan een verscheidenheid aan reacties bij een patiënt op een enkele dosis veroorzaken.

Nog altijd, Mahmoudi ziet hierin een kans. Hij gelooft dat deze deeltjes kunnen schijnen als diagnostische hulpmiddelen in plaats van medicijnen. In plaats van te proberen ziekten te behandelen met medicijnen op nanoschaal, hij gelooft dat pietluttige deeltjes zeer geschikt zouden zijn voor de vroege opsporing van ziekten. Bijvoorbeeld, Mahmoudi's groep heeft eerder dit diagnostische potentieel voor kankers en neurodegeneratieve ziekten aangetoond.

"We zouden proactiever kunnen worden als we nanodeeltjes zouden gebruiken als diagnostische, " zei hij. "Als je ziekte in de vroege stadia kunt ontdekken, het wordt gemakkelijker om ze te behandelen."