Mycket specifika nanopartiklar, som producerades vid University of Jena. Kredit:Jan-Peter Kasper/FSU Jena
Jena -forskare har lyckats producera högspecifika nanopartiklar. Beroende på det bundna färgämnet leds partiklarna till levern eller till njuren och levererar sin nyttolast av aktiva ingredienser direkt till målvävnaden. Dessutom, färgämnena möjliggör spårning av transportprocesserna genom intravital mikroskopi eller, på ett icke-invasivt sätt, genom multispektral optoakustisk tomografi. Minskningen av kolesterolproduktion inducerad av siRNA fungerade som princip-bevis för den utvecklade metoden. Forskarna rapporterar sina data i den nya upplagan av den vetenskapliga tidskriften Naturkommunikation .
De är ett av de stora förhoppningarna för målinriktade behandlingsmetoder:de så kallade små interfererande RNA-molekylerna, siRNA. Dessa kan dämpa specifika gener, genom att hindra dem från att producera proteiner som är kodade på dem. För att åstadkomma detta, siRNA måste levereras specifikt till målcellerna för att endast fungera där och ingen annanstans. Dessutom, siRNA ska inte bara utsöndras eller, ännu värre, skada frisk vävnad. Det är detta som gör hanteringen av siRNA extremt svår. Läkare och kemister från Jena, München (både Tyskland) och USA har nu lyckats producera nanotransportörer för detta genetiska material som kan specifikt och effektivt rikta sig mot utvalda celltyper och frigöra sin aktiva nyttolast där.
Fluorescerande färgämnen är både adressetiketter och spårningsnummer i ett
Partiklarna som är baserade på polymerer är märkta med nära infraröda fluorescerande färgämnen och laddade med siRNA. Färgämnena fungerar som adressetiketter och spårningsnummer för partiklarna i ett. "Beroende på färgämnets kemiska struktur filtreras partiklarna ut ur blodet antingen via njurvävnaden eller via leverceller. Samtidigt kan denna väg lätt spåras med optiska metoder med hjälp av färgämnena, "säger intensivvårdsläkaren prof. dr. Michael Bauer. Hans forskargrupp vid Jena University Hospital Center for Sepsis Control and Care (CSCC), som stöds av det federala ministeriet för utbildning och forskning, kunde också visa att färgämnet absorberas specifikt av en specifik cellulär transportör av leverepitelcellerna och tas upp i cellerna.
Schema av en nanopartikel laddad med läkemedel i kärnan (lila) och specifik färgmarkör på ytan av partikeln (blå prickar). Kredit:JCSM/SmartDyeLivery GmbH
Verktygslåda för nanomedicin
På detta sätt frigörs siRNA -belastningen uteslutande i målcellerna. De specifikt funktionaliserade nanobehållarna har designats och producerats i laboratorierna i Jena Center for Soft Matter (JCSM) vid Friedrich Schiller University i Jena. "Denna metod kan betraktas som en slags verktygslåda för en mängd olika siRNA-nanotransportörer som kan säkerställa målinriktade, avstängning av specifik proteinbiosyntes i olika celltyper, "direktören för JCSM, Prof. Dr. Ulrich S. Schubert, stater. Med möjlighet att testa de icke-kopplade färgämnena i förväg och stänga av gener som är förknippade med sjukdomar, principen erbjuder nya tillvägagångssätt för en personlig terapi av olika sjukdomar. I det nygrundade SmartDyeLivery GmbH, Jena-forskarna vill vidareutveckla tekniken så att den kan användas praktiskt i den kliniska miljön, speciellt vid akuta septiska infektioner.
Jenas nanomedicinforskare förklarar i sin studie arbetsprincipen för deras verktygslåda med exemplet kolesterolproduktion. De laddade nanopartiklarna med målfärger som var fästa med siRNA-molekyler. siRNA-molekylerna störde kolesterolproduktionen i hepatocyter, vilket resulterade i en tydlig minskning av kolesterolnivån i blodet hos testdjur. Studien är nu publicerad i den vetenskapliga tidskriften " Naturkommunikation . "
