Läkemedel som hjälper till att förhindra bildandet av oönskade eller skadliga proteiner utvecklas för närvarande för att behandla ett antal sjukdomar, inklusive cancer. Läkemedlen är baserade på små störande RNA, eller siRNA, som är bitar av nukleinsyror som fungerar genom att störa produktionen av proteiner. Men att få dessa läkemedel till rätt mål, till exempel en tumör, förblir utmanande eftersom siRNA kan brytas ned snabbt i kroppen - vilket gör systemisk leverans ineffektiv. De kan också ha svårt att komma in i celler där de gör sitt arbete.

Eben Alsberg, Richard och Loan Hill professor i bioingenjör och ortopedi vid University of Illinois i Chicago, och kollegor rapporterar om en hydrogelbaserad bärare som kan leverera siRNA direkt till där de behövs. De rapporterar sina fynd i Vetenskapliga framsteg .

Andra forskare har haft viss framgång med att länka siRNA -molekylerna till andra material för att bilda nanopartiklar som hjälper till att förhindra nedbrytning av siRNA och hjälper läkemedlen att komma in i celler. Men systemiskt levererade nanopartikelinkorporerade läkemedel tenderar att ha låga hastigheter för att nå riktade celler, vilket kräver att flera doser har önskad effekt, vilket ökar risken för negativa biverkningar.

Biologiskt kompatibla hydrogeler har använts för att leverera biologiska eller läkemedel direkt till specifika områden i kroppen. En läkemedelsinfunderad hydrogelplugg eller -ark kan placeras direkt där läkemedlet behövs-säg i en led eller vid ett benbrott, eller till och med injicerad.

Men ett problem har varit att läkemedel som laddas i hydrogeler ofta sprider sig snabbt till omgivande celler och vävnader, ger ett första utbrott av läkemedel och inte mycket mer. Frisättningen kan fördröjas genom att ändra hydrogelns porositet, dess nedbrytningshastighet och genom att mixtra med läkemedlets affinitet för hydrogel.

Alsberg tillsammans med Matthew Levy, docent i biokemi vid Albert Einstein College of Medicine, och deras kollegor utvecklade en unik hydrogelstrategi som möjliggör mer kontroll över frisättningen av siRNA över tiden. Genom att kemiskt koppla siRNA till hydrogeln via en länk som kan brytas ned i kroppen, de kan kontrollera frisättningen av läkemedlet. När hydrogel placeras i en vattenbaserad miljö, såsom en biologisk organism, vatten bryter länken mellan siRNA och hydrogel, släppa läkemedlet. I denna typ av system, frisläppandet av läkemedlet förlängs jämfört med när siRNA bara är fysiskt instängd i hydrogel.

"Vi kanske kan använda denna teknik i framtiden för att, till exempel, förhindra produktion av vissa proteiner som är kända för att främja vissa sjukdomar, eller för att hjälpa till att omvandla stamceller till celler som behövs för att reparera skadad vävnad såsom ben eller brosk, "Sa Alsberg.