Forskare vid University of Texas vid El Pasos avdelning för kemi och biokemi har utvecklat en nanohybrid-vehikel som kan användas för att optimalt leverera läkemedel till människokroppen.

Forskningen publicerades i april 2020 i ACS tillämpade material och gränssnitt . Ledare för studien är Mahesh Narayan, Ph.D., professor, och Sreeprasad Sreenivasan, Ph.D., assisterande professor, både från Institutionen för kemi och biokemi och Border Biomedical Research Center (BBRC) i UTEPs College of Science.

Läkemedelskandidater som visar lovande mot en viss sjukdom är ofta giftiga för andra celltyper. Ett sådant läkemedel är polyfenolellaginsyra (EA). Denna antioxidant, kommer från naturen, visar potentialen att lindra patologier inklusive Parkinsons och Alzheimers sjukdomar. Att selektivt använda EA i hjärnan mot neurodegenerativa störningar kräver att dess cytotoxiska potential reduceras och endast dess antioxidantpotential utnyttjas. Narayan, Sreenivasan och kollegor skapade ett nanohybridfordon för att kringgå detta problem.

"Vi är mycket glada över de nya läkemedelsleveransmaterialen som utvecklats av Drs. Narayan och Sreenivasan, sa Robert Kirken, Ph.D., dekanus för UTEPs College of Science. "Denna plattform gör det möjligt för molekyler att impregneras i materialet så att läkemedlet kan mer specifikt rikta sig mot tumören eller annan vävnadsplats, ökar därmed de fördelaktiga effekterna av läkemedlet samtidigt som det minskar dess negativa biverkningar."

Forskarna upptäckte att inkapsling av EA i kitosan, ett socker, minskar dess inneboende cytotoxicitet samtidigt som den förbättrar dess antioxidantegenskaper. Chitosan skal, som utgör skaldjurens hårda yttre skelett, tillåter också EA-leverans via en snabb skurfas och en relativt långsam fas. Detta förbättrar läkemedelsleveransen ytterligare eftersom nanohybridvehikeln är unikt lämpad för läkemedelsfrisättning under längre tidsperioder.

"Detta arbete skapar en ny typ av biovänliga läkemedelsleveransfordon gjorda av återvinningsbart material, " Narayan sa. "Den andra speciella egenskapen hos detta fordon är att det kan leverera läkemedlet via två mekanismer:en snabb och den andra en långsam frisättning."

Andra projektsamarbetspartners inkluderar UTEP-doktoranden Jyoti Ahlawat, som ledde forskningsprojektet under ledning av hennes mentorer; Eva Deemer, Ph.D., vid UTEP:s institution för materialvetenskap och teknik; och Rabin Neupane, en doktorand vid avdelningen för industriell farmaci vid universitetet i Toledo.

Narayans laboratorium fokuserar på att mildra oxidativ stress inducerad av neurotoxiner som ett sätt att förebygga neurodegenerativa sjukdomar som Parkinsons sjukdom och Alzheimers sjukdom. Sreenivasans labb arbetar med att överbrygga och sammankoppla kemi, materialfysik, och biologiska vetenskaper för att utveckla unikt designade kvantstrukturer och enheter.