Bärarsystem i nanostorlek har medicinsk tillämpning för att förbättra de farmakologiska egenskaperna hos bioaktiva medel. För många terapeutiska tillvägagångssätt, det är viktigt att bärarsystemet stabilt kan införliva lasten under cirkulation utan att inducera aggregering, medan last helst bara bör släppas efter framgångsrikt cellulärt upptag. Dessa krav har hittills bara uppfyllts av kemimetoder med nanopartiklar som är svåra att karakterisera. Följaktligen, klinisk översättning av dessa system har varit mycket svår att uppnå.
Kemister från Mainz och medarbetare har visat att reaktiva polypept(o)ider utgör ideala byggstenar för att kontrollera morfologi och funktion hos bärarsystem på ett enkelt men exakt sätt. Polypept(o)ider (polysarcosin-block-polypeptide-sampolymerer) har dykt upp som intressanta hybridmaterial för läkemedelsbärarsystem eftersom de kombinerar proteinresistens och hög vattenlöslighet av polysarcosin med stimuli-responsiviteten, inneboende multifunktionalitet, och sekundär strukturbildning av polypeptider.
I detta kooperativa arbete, forskarna visade för första gången att bildandet av β-ark av det syntetiska polypeptidsegmentet kan utnyttjas för att medvetet manipulera morfologin hos polymera miceller (Klinker K et al. Angew. Chem. Int. Ed . 2017, 56 (32), 9608-9613 &Angew. Chem. 2017, 129 (32), 9737–9742), vilket möjliggör syntes av antingen sfäriska eller maskliknande miceller från samma segmentsampolymer. Genom att använda reaktiva grupper i polypeptidsegmentet av blocksampolymeren, miceller kan vara kärntvärbundna av ditioler, vilket resulterar i bio-reversibla disulfidbindningar. På grund av en skillnad i redoxpotential, disulfider anses vara stabila extracellulärt, medan de snabbt reduceras till fria ditioler intracellulärt, vilket leder till ett sönderfall av bärarsystemet och frigörande av lasten.
"På det här sättet, en mängd olika nanobärare med olika funktioner blir lätt åtkomliga från en enda blocksampolymer och ett mycket selektivt efterpolymerisationssteg. Detta modulära tillvägagångssätt för nanopartiklar med olika funktion och morfologi tar upp viktiga frågor med god jämförbarhet, såsom påverkan av storlek och form på in vivo -cirkulationstider, biodistribution, tumörackumulering, cellupptagning och terapeutiskt svar eftersom samma utgångsmaterial används, säger Matthias Barz.
Första in vivo-experiment har redan visat att dessa kärnstabiliserade micellära nanobärare uppvisar stabilt cirkulationsbeteende, vilket indikerar att interaktioner med serumkomponenter eller blodkärl saknas. Endast genom att säkerställa att inga ospecifika interaktioner inträffar inom den komplexa biologiska miljön, cellulärt upptag i önskade specifika cellpopulationer verkar möjlig. Den terapeutiska potentialen för den beskrivna nanopartikelplattformen kommer att undersökas ytterligare med avseende på immunterapi av malignt melanom inom SFB 1066.
