(Phys.org) —Det medicinska samfundet är beväpnat med nya insikter och nya alternativ för läkemedelsdesign och upptäckt för att behandla dödliga sjukdomar som bukspottskörtelcancer. Genom att använda beräkningsverktyg i silico för att komplettera resultaten från in vivo- och in vitro -experiment, forskare avslöjade en atomnivåförståelse för mekanismen genom vilken nanopartiklar hämmar tillväxten och metastaseringen av bukspottskörtelstumörer.

Nanopartikeltypen i centrum för denna studie är gadolinium metallofullerenol, eller Gd@C ₈₂ (ÅH) ₂₂ , som ursprungligen utvecklades för medicinska avbildningsapplikationer som MR. Också centralt i studien är två populära anticancerterapimål, MMP-2 och MMP-9. Dessa MMP, eller matrismetalloproteinaser, är nyckeln till cancercellernas överlevnad eftersom de hjälper till att leverera blodkärl, och därför syre och näringsämnen, till tumörställen.

Experiment visade att nanopartikelbehandling blockerade tumörtillväxt i bukspottkörteln hos möss och, på mobilnivå, undertryckte uttrycket och minskade aktiviteterna för MMP-2 och MMP-9. Beräkningssimuleringar avslöjade att nanopartiklarnas verkan på MMP-9 är indirekt så att de binder till proteinet långt från dess aktiva plats. Detta står i tydlig kontrast till traditionella molekylära läkemedel som vanligtvis riktar sig mot det aktiva metallbindande stället för MMP, blockerar det direkt eller skadar proteinets struktur.

Nanopartiklarna var så effektiva att teamets data tyder på att de kan vara ett bättre alternativ för cancer i bukspottskörteln än traditionella läkemedel. Dessutom, teamets integrerade användning av beräkningsteori för att komplettera experimentella data erbjuder en ny förståelse, med en aldrig tidigare skådad mekanistisk detalj, interaktioner mellan nanopartiklar och biologiska molekyler, föra oss in i okända och lovande nya territorier för läkemedelsdesign och upptäckt.

Se filmen om nanopartiklar som interagerar med MMP-9: