Bij de toediening van medicijnen wordt het therapeutische gedrag van de nanodragers beperkt door het ‘vreemde’ karakter van hun oppervlak. Ondanks het brede scala aan geavanceerde coatings dat beschikbaar is, identificeren immuuncellen deze synthetische nanodeeltjes vaak, waardoor negatieve reacties ontstaan ​​of een sterke accumulatie buiten het doelgebied plaatsvindt.

In die zin komt het gebruik van biomimetische materialen naar voren als een alternatief om deze erkenning te omzeilen en de effectiviteit van toedieningssystemen te verbeteren. Door gebruik te maken van homotypische eigenschappen vertonen biomimetische vectoren een hogere affiniteit voor de micro-omgeving van de cel en een waardevol ontsnappingsvermogen van het immuunsysteem.

Deze aanpak bracht onderzoekers van het Centrum voor Onderzoek in Biologische Chemie en Moleculaire Materialen (CiQUS) ertoe de membraansamenstelling van tumorcellen na te bootsen en nieuwe op lipiden gebaseerde nanodragers te ontwikkelen die samensmelten met het gastheercelmembraan om bioactieve moleculen vrij te geven. Een zeer nauwkeurige combinatie van kationische (positief geladen) en neutrale lipiden geïntercaleerd in de biomimetische schil geeft nanodragers deze fusogene eigenschap en bevordert de binding ervan aan het plasmamembraan. Het onderzoek is gepubliceerd in het Journal of Colloid and Interface Science .

"Door fusogene eigenschappen en biomimetische kenmerken te combineren, bereikten we intracellulaire lokalisatie van verschillende soorten ladingen, van kleine moleculen tot grote macromoleculen en vaste nanodeeltjes", aldus Dr. Ester Polo, CiQUS-onderzoeker en lid van de BioNanoTools-groep. Deze fusie maakt de directe afgifte van geneesmiddelen en andere interessante moleculen in het cytosol mogelijk, waardoor de therapeutische werkzaamheid van het toedieningssysteem en de biologische beschikbaarheid van de getransporteerde verbindingen worden verbeterd.

De onderzoekers hebben het nieuwe systeem voorzien van een dubbele functionaliteit die tot doel heeft de selectiviteit en veiligheid van de medicijnafgifte te vergroten ten opzichte van meer conventionele methoden. "Vanwege hun homotypische eigenschappen vertonen deze uit cellen afkomstige nanodragers een hoge selectiviteit. Aan de andere kant maakt de fusiecapaciteit die wordt geboden door de specifieke combinatie van lipiden het vrijkomen van de lading veel efficiënter mogelijk", zeiden ze.

Meer informatie: Enrica Soprano et al, Fusogenic Cell-Derived nanocarriers voor cytosolische levering van lading in levende cellen, Journal of Colloid and Interface Science (2023). DOI:10.1016/j.jcis.2023.06.015

Geleverd door Centrum voor Onderzoek in Biologische Chemie en Moleculaire Materialen (CiQUS)