En forskargrupp från universitetet i Wien, i samarbete med Constructor University i Bremen, visade att polyoxometalater (POM) kan transportera biologiskt relevant last genom biologiska membran. Studien publicerades nyligen i Advanced Materials . Det kommer att hjälpa till att positionera POM som komponenter i nästa generations läkemedel, vilket revolutionerar området för läkemedelsleverans.
Den terapeutiska effektiviteten av ett läkemedel beror på om det når målcellerna i kroppen och orsakar inga eller minimala biverkningar. En särskild utmaning för många potentiella läkemedel – särskilt för vattenlösliga bioaktiva molekyler – är passagen genom biologiska membran för att därefter uppnå de specifika målen för det terapeutiska medlet i själva cellerna.
Det faktum att en klass av substanser som POM, utöver deras redan kända potential för att bekämpa tumörer, bakterier och virus, också kan fungera som "drogtransportörer" är en ny upptäckt – och erbjuder en lovande lösning på denna långvariga utmaning av att övervinna membran.
Polyoxometalater är en speciell kemisk grupp av ämnen:De består av syrehaltiga anjoner som innehåller flera metalljoner. Dessa POM är kända för sin extraordinära kemiska egenskap av superkaotropi - den inneboende tendensen hos stora laddningsdelokaliserade anjoner att interagera med hydrofobt material.
Annette Rompel från Institutet för biofysisk kemi vid Kemiska fakulteten förklarar. "I våra experiment kunde vi visa både på modellmembran och på levande celler att vissa POM av blandad metall kan vara effektiva transportörer för olika aktiva ingredienser. POM har en tillräcklig stabilitet och kan transportera ogenomträngliga, hydrofila och katjoniska peptider (proteiner). genom membranen."
Denna övervinnande av membranhindret är avgörande för att förbättra behandlingens precision och effektivitet genom förbättrat cellulärt upptag – vilket resulterar i färre biverkningar och bättre resultat för patienterna.
Nadiia Gumerova, huvudförfattare till studien och senior oorganisk forskare vid Institutet för biofysikalisk kemi vid universitetet i Wien, är övertygad om de möjligheter som POM erbjuder som transportmolekyler. "POM är en lovande klass av substanser inom medicinen på grund av deras enorma strukturella mångfald. Med våra ytterligare undersökningar kommer vi att kunna bryta ny mark inom läkemedelsleverans och öppna upp nya horisonter inom läkemedelsindustrin."
Den här nya tekniken skapar redan uppståndelse i det vetenskapliga samfundet – och forskargruppen vid universitetet i Wien kommer att fortsätta att göra allt för att tänja på gränserna för vad som är möjligt inom läkemedelsforskning.
Mer information: Andrea Barba-Bon et al, All-Inorganic Polyoxometalates Act as Superchaotropic Membrane Carriers, Avancerade material (2023). DOI:10.1002/adma.202309219
Journalinformation: Avancerat material
Tillhandahålls av universitetet i Wien
