Forskare har upptäckt att en polymer kan ge en nyckel för att komma in i tumörer:Prof. Prasad Shastri, Direktör för Institutet för makromolekylär kemi och kärnmedlem i cluster of excellence BIOSS Center for Biological Signaling Studies vid University of Freiburg, och doktoranderna Julia Voigt och Jon Christensen har utvecklat ett nytt paradigm för hem nanopartiklar, behållare som mäter några 100 nanometer i storlek, till endotelceller.

Att använda bara laddade polymerer med rätt affinitet för celllipider, teamet har utvecklat nanopartiklar som kan känna igen specifika celltyper helt enkelt genom deras kemiska egenskaper. "Detta är en anmärkningsvärd upptäckt, eftersom det för första gången gör det möjligt att rikta in sig på en specifik celltyp enbart genom biofysiska principer, och utan att använda den traditionella ligand-receptormetoden", säger Prof. Shastri som ledde studien. Hittills har forskare placerat molekyler på nanopartiklar som kan haka fast på proteiner på cellytan - så kallade receptorer.

Dessa receptorer fungerar som en adress eller ett biologiskt postnummer. Men i tumörer kan dessa adresser ändras snabbt med tiden. För att lösa denna brist på precision utvecklade Shastri och teamet partiklar som levereras till endotelceller med hjälp av en biofysisk metod. "Denna leveransmetod kräver inte ett biologiskt postnummer för inriktning på nanopartiklar och är ett viktigt steg framåt i utvecklingen av nanopartikelbaserade system för behandling av cancer", säger Julia Voigt, huvudförfattare till artikeln.

Cancer är mycket hungriga vävnader och de behöver konstant näring. Detta tillhandahålls genom deras egen försörjning av blodkärl. "Genom att gå efter endotelceller som utgör dessa blodkärl, vi kan svälta tumören eller döda den med en nyttolast", säger Jon Christensen som är medförfattare till denna studie och arbetar med tumörmetastaser.

Nanopartiklar används för att leverera terapi vid behandling av cancer. Dessa mycket små piller, hörnstenar inom nanomedicin, injiceras i kroppen och når tumörcellerna via blodomloppet. När de hittar målcellerna, de måste ätas så att läkemedlet kan verka i cellen. Denna mekanism kallas receptormedierad endocytos. Shastri och hans team försökte utveckla ett nytt tillvägagångssätt som riktar sig till en transportprocess som är dominerande i endotelceller. Det visar sig att en struktur som kallas kaveoler finns i stora mängder på endotelceller. Caveoler är "lipidflottar" på cellmembranet och är en av dörrarna in till endotelcellerna. Prof. Shastri och hans team upptäckte att genom att dekorera nanopiller gjorda av lipider med negativt laddade polymerer, nanopartiklar kan företrädesvis komma in genom denna dörr.

"Hur exakt dessa laddade polymerer gör det möjligt för nanopartiklarna att låsa upp den här dörren är vi inte säkra på ännu, men vi känner oss övertygade om att med ytterligare studier kan denna metod inleda ett nytt tillvägagångssätt för leverans av läkemedel i allmänhet, säger Shastri.