Washington State University -forskare har utvecklat ett nytt sätt att leverera läkemedel och terapier till celler i nanoskala utan att orsaka toxiska effekter som har hindrat andra sådana ansträngningar.

Arbetet kan någon gång leda till effektivare behandlingar och diagnostik för cancer och andra sjukdomar.

Leds av Yuehe Lin, professor i WSU:s skola för maskin- och materialteknik, och Chunlong Chen, senior forskare vid Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), forskargruppen utvecklade biologiskt inspirerade material på nanoskala som effektivt kunde leverera modellterapeutiska gener till tumörceller. De publicerade sina resultat i tidningen, Små .

Forskare har arbetat med att utveckla nanomaterial som effektivt kan bära terapeutiska gener direkt in i cellerna för behandling av sjukdomar som cancer. De viktigaste frågorna för genleverans med hjälp av nanomaterial är deras låga leveranseffektivitet av medicin och potentiell toxicitet.

"Att utveckla nanoteknik för medicinska ändamål, det första du bör tänka på är toxicitet - Det är det första som oroar läkare, "sa Lin.

Den blommeliknande partikeln som WSU- och PNNL-teamet utvecklat är cirka 150 nanometer stor, eller ungefär tusen gånger mindre än bredden på ett papper. Den är gjord av ark av peptoider, som liknar naturliga peptider som bildar proteiner. Peptoiderna ger en bra läkemedelsleveranspartikel eftersom de är ganska lätta att syntetisera och, eftersom de liknar naturliga biologiska material, fungerar bra i biologiska system.

Forskarna lade till fluorescerande sonder i sina peptoid -nanoflower, så att de kunde spåra dem när de tog sig igenom cellerna, och de tillsatte elementet fluor, vilket hjälpte nanoflowerna lättare att fly från knepiga cellfällor som ofta hindrar läkemedelsleverans.

De blommeliknande partiklarna laddade med terapeutiska gener kunde ta sig smidigt ut ur den förutsagda cellfällan, gå in i cellens hjärta, och släpper ut sin drog där.

"Nanoflowerna flydde framgångsrikt och snabbt (cellfällan) och uppvisade minimal cytotoxicitet, "sa Lin.

Efter deras första test med modellläkemedelsmolekyler, forskarna hoppas kunna genomföra ytterligare studier med riktiga läkemedel.

"Detta banar ett nytt sätt för oss att utveckla nanokargon som effektivt kan leverera läkemedelsmolekyler till cellen och erbjuder nya möjligheter för riktade genterapier, " han sa.

WSU- och PNNL -teamet har lämnat in en patentansökan för den nya tekniken, och de söker industriella partner för vidare utveckling.