Cellmembranbelagda biomimetiska nanopartiklar (NP) har studerats i stor omfattning inom nanomedicin på grund av deras unika egenskaper såsom immunflykt, lång blodcirkulation, specifik molekylär igenkänning och effektiv cancerinriktning, indikerar en stor potential i riktad cancerterapi. Dock, integriteten hos cellmembranbeläggningen på NP, ett nyckelmått relaterat till kvaliteten på dessa biomimetiska system och den resulterande biomedicinska funktionen, har förblivit i stort sett outforskat. I föreliggande studie, forskarna utvecklade en fluorescenssläckande analys för att undersöka integriteten hos cellmembranbeläggningen.

Studien publicerad i Naturkommunikation visar att den stora majoriteten av de cellmembranbelagda NP:erna endast var delvis belagda när de traditionella beläggningsteknikerna tillämpades. Informationen är viktig eftersom beläggningsgraden påverkar det biologiska ödet för NP. Forskningen utfördes vid Östra Finlands universitet, Institutionen för tillämpad fysik, i professor Vesa-Pekka Lehtos forskargrupp.

"De nuvarande metoderna för att karakterisera cellmembranbeläggningen är endast kvalitativa och misslyckas med att statistiskt utvärdera graden och variabiliteten av beläggningen, säger Lizhi Liu, publikationens första författare. "När vi tillämpade den utvecklade kvantifieringsmetoden för att utvärdera framgången för de vanliga protokollen för att producera helt belagda NP:er, vi fann att andelen aldrig översteg 20 procent."

"Vår upptäckt är en stor överraskning för hela forskarsamhället inom nanomedicin eftersom det har varit allmänt accepterat att cellmembranets beläggning är perfekt. Trots den partiella beläggningen, biomimetiska NP:er kan fortfarande internaliseras av målcellerna via olika vägar, " säger Dr Wujun Xu, en av motsvarande författare till tidningen. För att förklara detta, författarna föreslog en ny endocytisk ingångsmekanism för dessa delvis belagda NP:er genom beräkningssimuleringar. Specifikt, NP med hög beläggningsgrad (≥ 50 procent) kom in i cellerna individuellt, medan NP med en låg beläggningsgrad ( <50 procent) behövs för att aggregeras innan internalisering.

"Den här studien belyser några av begränsningarna hos de nuvarande cellmembranbeläggningsprotokollen och motiverar ansträngningarna att förbättra protokollen. Den utvecklade kvantifieringsmetoden är ett praktiskt verktyg för att bedöma framgången för dessa ansträngningar och etablera en standard för att jämföra de olika beläggningsdesignerna. , säger professor Vesa-Pekka Lehto.