En forskargrupp från Yale har funnit att genom att mixtra med ytegenskaperna hos läkemedelsladdade nanopartiklar, de kan potentiellt rikta dessa partiklar till specifika celler i hjärnan.

Genom att göra nanopartiklar bioadhesiva, eller "klibbig, "Forskarna har svarat på en långvarig fråga:När du väl får partiklarna till hjärnan, hur får man dem att interagera med cancercellerna där? Deras resultat publiceras den 19 maj Naturkommunikation .

"Tills nu, forskning har fokuserat på om man kan ladda nanopartiklarna med droger och om vi överhuvudtaget kan få in dem i hjärnan, utan att tänka för mycket på vilka celler de går till, " sa seniorförfattaren W. Mark Saltzman, Goizueta Foundation professor i kemi och biomedicinsk teknik, professor i cellulär och molekylär fysiologi, och medlem av Yale Cancer Center. "Detta är den första utforskningen av partiklarnas affinitet för olika celler."

Förmågan för nanopartiklar att leverera läkemedel till specifika delar av kroppen lovar mycket för att bekämpa cancer och andra sjukdomar samtidigt som biverkningarna av läkemedel som ofta är mycket giftiga minimeras, enligt forskare. Deras användning vid behandling av hjärncancer, fastän, har varit särskilt utmanande. Det beror delvis på blod-hjärnbarriären, som verkar för att hålla främmande element borta från hjärnan. Forskare har kunnat få nanopartiklar att penetrera hjärnan de senaste åren med hjälp av en polymerbeläggning som ger partiklarna "smygande" egenskaper, så att partiklarna kan gömma sig från kroppens immunförsvar. Samma smygegenskaper, dock, hindrar också celler från att känna igen partiklarna.

"Så de är typ i utrymmet mellan cellerna, och inte riktigt gör vad de ska göra, sa medförfattaren Eric Song, en doktorand vid Yale School of Medicine.

Yale-forskarna fann att de kunde korrigera detta genom att förändra nanopartiklarnas kemi. I två grupper av råttor – en med hjärntumörer och en med friska hjärnor – fann forskarna att skillnader i partiklarnas ytkemi spelade en betydande roll för om partiklarna internaliserades av celler i hjärnan.

De täckte en grupp partiklar med polymerer rika på aldehyder, som kemiskt binder till aminer - en förening som finns i de flesta proteiner. Dessa bioadhesiva partiklar var mest sannolikt att tas upp av celler av alla typer i hjärnan:Tumörceller var bland dem som internaliserade de bioadhesiva partiklarna i en särskilt hög hastighet.

Dessa resultat tyder på att skräddarsydda partiklars kemiska egenskaper ger en möjlighet att kontrollera distributionen av drogerna de bär på, sa forskarna. Ytterligare, de tror att partiklarna skulle kunna skräddarsys för specifika terapier för att förbättra effektiviteten i målceller, och minimera toxiciteten för de celler som de inte riktar sig till.