(Phys.org)—Genom att maskera nanopartiklar i membranen av vita blodkroppar, forskare vid The Methodist Hospital Research Institute kan ha hittat ett sätt att förhindra att kroppen känner igen och förstör dem innan de levererar sina droger. Gruppen beskriver sina "LeukoLike Vectors", eller LLV, i januarinumret av Naturens nanoteknik .

"Vårt mål var att göra en partikel som är kamouflerad i våra kroppar och slipper övervakningen av immunsystemet för att nå sitt mål oupptäckt, " sa avdelningen för medicin medordförande Ennio Tasciotti, Ph.D., studiens huvudutredare. "Vi åstadkom detta med de lipider och proteiner som finns på membranet av samma celler i immunsystemet. Vi överförde cellmembranen till partiklarnas ytor och resultatet är att kroppen nu känner igen dessa partiklar som sina egna och gör det. inte lätt att ta bort dem."

Nanopartiklar kan leverera olika typer av läkemedel till specifika celltyper, till exempel, kemoterapi mot cancerceller. Men trots alla fördelar de erbjuder och för att komma dit de behöver gå och leverera den nödvändiga drogen, nanopartiklar måste på något sätt undvika kroppens immunsystem som känner igen dem som inkräktare. Förmågan hos kroppens försvar att förstöra nanopartiklar är ett stort hinder för användningen av nanoteknik inom medicinen. Systemiskt administrerade nanopartiklar fångas upp och avlägsnas från kroppen inom några minuter. Med membranbeläggningen, de kan överleva i timmar oskadda.

"Vår cloaking-strategi förhindrar bindningen av opsoniner - signalproteiner som aktiverar immunsystemet, ", sa Tasciotti. "Vi jämförde absorptionen av proteiner på ytan av obelagda och belagda partiklar för att se hur partiklarna kan undvika immunsystemets svar."

Tasciotti och hans grupp tog metaboliskt aktiva leukocyter (vita blodkroppar) och utvecklade en procedur för att separera membran från cellens inre. Genom att belägga deras nanopartiklar med intakta membran i deras naturliga sammansättning av lipider och proteiner, forskarna skapade de första läkemedelsbärande nanopartiklarna som ser ut och fungerar som celler – leukoliknande vektorer.

"Att använda membranen av vita blodkroppar för att belägga en nanopartikel har aldrig gjorts tidigare, " Sa Tasciotti. "LLVs är hälften konstgjorda - den syntetiska kiselkärnan - och hälften gjorda av människan - cellmembranet."

Kan membranet tillverkas helt på syntetisk väg?

"Att kunna använda syntetiska membran eller artificiellt skapade membran är definitivt något vi planerar för framtiden, " Sa Tasciotti. "Men för nu, att använda våra vita blodkroppar är den mest effektiva metoden eftersom de ger en färdig produkt. Proteinerna som ger oss de största fördelarna finns redan i membranet och vi kan använda det som det är."

Allt eftersom tekniken utvecklas, Tasciotti sa att en patients egna vita blodkroppar kunde skördas och användas för att skapa personliga LLV.

För att testa om LLV skulle skyddas från makrofagsekvestrering och förstörelse, Tasciottis team testade LLV belagda med mänskliga membran och fann att mänskliga makrofager lämnade LLV oskadda, vilket bekräftar bevarandet av principen om själverkännande.

"LLVs är prickade med proteiner som hjälper partiklarna att nå specifika mål, från inflammerade eller skadade vävnader till cancerceller som rekryterar blodkärl, " Sa Tasciotti. "Med tiden kommer membranlipiderna och proteinerna att bryta bort, lämnar nanopartiklarna att bryta ned naturligt efter att ha släppt sin nyttolast."

Forskargruppen tittade också på hur väl läkemedlen färdades genom LLV-membranet. De fann att snarare än att införa ett hinder för läkemedelsfrisättning, membranet ger kontrollerbar frisättning av läkemedlet när nanopartiklarna når sin målvävnad.

"Vi är medvetna om att vi inte alltid kommer att ha tillgång till ett oändligt antal vita blodkroppar, " sa Tasciotti. "Av denna anledning, vi arbetar för att optimera vårt system genom att använda så lite material så effektivt som möjligt. Jag förväntar mig att denna teknik kommer att bli en ny aktör i den myllrande världen av läkemedelsleveranssystem tack vare de möjligheter den erbjuder för personalisering av läkemedelsterapier."