En ny klass av nanopartiklar, syntetiseras av ett UC Davis -forskargrupp för att förhindra för tidigt läkemedelsfrisättning, har ett löfte om större noggrannhet och effektivitet vid leverans av cancerläkemedel till tumörer. Verket publiceras online i Angewandte Chemie .
I deras tidning, som kommer att finnas på insidan av baksidan av tidningen, Kit Lam, professor och ordförande vid institutionen för biokemi och molekylär medicin, och hans team rapporterar om syntesen av en ny klass av miceller som kallas dual-responsive boronate cross-linked micelles (BCM), som producerar fysikalisk-kemiska förändringar som svar på specifika triggers.
En micell är ett aggregat av ytaktiva molekyler dispergerade i vattenbaserad vätska såsom saltlösning. Miceller är nanostora, mäter cirka 25-50 nanometer (en nanometer är en miljarddels meter), och kan fungera som nanobärare för läkemedelstillförsel.
BCM är en unik typ av miceller, som släpper nyttolasten snabbt när den utlöses av tumörens sura mikromiljö eller när den utsätts för en intravenöst administrerad kemisk förening som mannitol, en FDA-godkänd sockerförening som ofta används som ett diuretikum, som stör de tvärbundna micellerna.
"Denna användning av reversibelt tvärbundna micellära nanobärare för att leverera läkemedel mot cancer hjälper till att förhindra för tidig frisättning av läkemedel under cirkulationen och säkerställer leverans av höga koncentrationer av läkemedel till tumörstället, "sade författaren Yuanpei Li, en postdoktor vid Lams laboratorium som skapade den nya nanopartikeln med Lam. "Det har ett stort löfte för en betydande förbättring av cancerterapi."
Stimuli-responsiva nanopartiklar får stor uppmärksamhet inom läkemedelsleverans på grund av deras förmåga att transformera som svar på specifika triggers. Bland dessa nanopartiklar, stimuli-responsiva tvärbundna miceller (SCM) representerar ett mångsidigt nanocarrier-system för tumörriktad läkemedelsleverans.
Alltför ofta, nanopartiklar släpper ut läkemedel i förtid och missar sitt mål. SCM kan bättre behålla det inkapslade läkemedlet och minimera dess förtida frisättning medan de cirkulerar i blodpoolen. Införandet av miljökänsliga tvärbindare gör att dessa miceller reagerar på tumörens lokala miljö. I dessa fall nyttolastläkemedlet frisätts främst i cancervävnaden.
De dubbelresponsiva boronat tvärbundna micellerna som Lams team har utvecklat representerar en ännu smartare andra generation av SCM som kan svara på flera stimuli som verktyg för att åstadkomma flerstegsleverans av läkemedel till den komplexa in vivotumörmikromiljön. Dessa BCM levererar läkemedel baserade på självmontering av boronsyra-innehållande polymerer och katekol-innehållande polymerer, båda gör dessa miceller ovanligt känsliga för förändringar i miljöns pH. Teamet har optimerat stabiliteten hos de resulterande boronat-tvärbundna micellerna såväl som deras stimuli-respons på surt pH och mannitol.
Denna nya nanobärarplattform visar ett stort löfte för läkemedelsleverans som minimerar för tidig frisättning av läkemedel och kan frigöra läkemedlet vid behov inom den sura tumörmikromiljön eller i de sura cellulära avdelningarna när de tas in av måltumörcellerna. Det kan också induceras att frisätta läkemedlet genom intravenös administrering av mannitol.
