Kommer du ihåg scenen i filmen Mission:Impossible när Tom Cruise måste smyga in i valvet? Han var tvungen att göra alla möjliga rörelser för att undvika upptäckt. Det är så det är att smyga in ett riktat läkemedel i en njure och hindra det från att elimineras från kroppen.

Eftersom njurarna är de filtrerande medlen i vår kropp, de är måna om att bli av med små partiklar som de känner inte hör hemma. Och om njuren inte filtrerar bort en partikel, utsöndrar det genom urinen, det kan elimineras av levern, som använder makrofager för att söka efter och bli av med främmande kroppar.

Forskare vid USC Viterbi School of Engineering, tillsammans med kollegor från Keck School of Medicine vid USC, har konstruerat peptidnanopartiklar för att överlista det biologiska systemet och rikta in sig på njurcellerna. Innovationen kan visa sig avgörande för att ta itu med kronisk njursjukdom.

En av tre amerikaner kommer att ha kronisk njursjukdom under sin livstid. Hittills, det har funnits få lösningar för avancerad njursjukdom utöver dialys och njurtransplantation – som båda är otroligt dyra och belastande. Tidigare, läkare skulle också behöva ordinera stora doser av medicin eftersom de hoppades att en del av medicinen skulle kunna nå och rikta in sig på njuren. Dock, denna kraftiga dosering hade negativa effekter på andra organ i kroppen.

Medan riktad läkemedelsleverans länge har varit ett koncentrationsområde för cancerforskning, nanopartiklar för riktad läkemedelsleverans till njurarna har i stort sett blivit outforskade, säger studiens huvudförfattare, Eun Ji Chung, en WiSE Gabilan biträdande professor och biträdande professor i biomedicinsk teknik, Kemiteknik och materialvetenskap, och nefrologi och hypertoni vid USC och en professor i det nya USC Michelson Center for Convergent Bioscience.

Väsentligen, forskarna tog flera månader att skapa sin njurmålpartikel. Denna nanopartikel är en micell, som är 10-20 gånger mindre än en traditionell nanopartikel. Denna speciella micell syntetiseras från en peptidkedja som är formulerad från lysin och glutaminsyror. Den extra lilla storleken på nanopartikeln tillåter passage in i njurarna genom den initiala barriären för njurfiltrering, medan peptiden tillåter nanopartikeln att stanna i njurarna och potentiellt lasta av ett läkemedel på platsen för sjukdomen utan att avlägsnas av urinen. På det här sättet, forskarna drar fördel av en naturlig mekanism i kroppen för att rikta in sig på njurarna, och kan minimera systemiska biverkningar utanför målet som är karakteristiska för de flesta njurläkemedel.

Resultat av in vivo-testning:

Forskarna injicerade möss med fluorescerande märkta nanopartiklar. De fann att nanopartiklarna som de hade konstruerat var mer närvarande i njurarna än andra delar av kroppen. Dessa partiklar kan således bära droger mer selektivt än tidigare tester av andra forskare. Vidare, dessa biokompatibla, biologiskt nedbrytbara partiklar kunde rensa ut ur kroppen på mindre än en vecka och skulle inte skada andra organ.

Studien "Design och in vivo karakterisering av njurinriktade multimodala miceller för njurläkemedelstillförsel, " dirigerades av Eun Ji Chung, Jonathan Wang, Christopher Poon, Deborah Chin, Sarah Milkowski, Vivian Lu vid Viterbi School of Engineering; och Kenneth R. Hallows från Keck School of Medicine vid USC. Det fanns med i journalen Nanoforskning och professor Chung valdes ut som ung innovatör inom nanobioteknologi från tidskriften.