Är det möjligt för nanopartiklar att gå genom matsmältningssystemet och leverera medicin direkt till hjärnvävnaden? Forskare från Michigan State University säger ja, och deras senaste fynd förväntas gynna patienter med neurodegenerativa sjukdomar som multipel skleros eller MS; amyotrofisk lateralskleros eller ALS; och Parkinsons sjukdom, eller PD.
"Vårt arbete är fokuserat på att identifiera den biologiska identiteten hos nanopartiklar, inklusive typen av proteiner som kommer till deras ytor", säger Morteza Mahmoudi, docent vid avdelningen för radiologi vid MSU-högskolorna för osteopatisk medicin och humanmedicin och precisionshälsa . "Detta är viktigt eftersom den typ av proteiner som kommer till ytan ger ett unikt mönster som kan ge grönt ljus att passera blod-hjärnbarriären och arbeta direkt i hjärnvävnaderna."
Mahmoudi och hans forskargrupp har publicerat två artiklar om nanopartiklars biologiska identitet. Den första, med titeln "Measurements of heterogeneity in proteomics analysis of the nanopartikelprotein corona across core facilities," publicerades i Nature Communications år 2022.
Den andra, nyare artikeln, "En enhetlig databehandlingspipeline möjliggör harmoniserad analys av nanopartikelproteinkorona över proteomics kärnanläggningar," publicerades i Nature Communications i januari 2024. Den fastställer behovet av standardiserade procedurer för proteinkoronaanalys, vilket är avgörande för att utveckla kliniska tillämpningar av bioteknik i nanoskala.
"Vi förberedde identiska nanopartiklar med proteinet corona och skickade dem till 17 olika utvärderingscentra," sa Mahmoudi. "Vi fann betydande datavariabilitet med endast 1,8 % av proteinerna som konsekvent identifierades av alla, så vi utvecklade en analysmetod för att hjälpa laboratorier att mer exakt återge data från den biologiska identiteten hos nanopartiklar. Detta kommer att hjälpa forskarsamhället att bli mer harmoniserat."
Relaterat arbete, "Protein corona composite of gold nanocatalysts," publicerades i ACS Pharmacology &Translational Science . Den här analysen, gjord för Clene Nanomedicine, Inc., eller Clene, ett biofarmaceutiskt företag i kliniskt skede, förklarar hur proteinkoronan i deras guldnanokristaller i CNM-Au8 hjälper till att behandla neurodegenerativa sjukdomar.
"Eftersom vi har mer än 15 års utvecklande erfarenhet av robust analys av proteinkorona, kunde vi arbeta med Clene för att belysa den biologiska identiteten hos deras nanopartiklar," sa Mahmoudi.
CNM-Au8 består av en suspension av rena, facetterade guldnanokristaller som patienter kan ta oralt. Nanokristallerna passerar genom mag-tarmkanalen och kommer in i kroppens cirkulationssystem där de interagerar med, och blir belagda med, blodproteiner och andra biomolekyler. Detta bildar protein/biomolekylär korona.
"Denna sammansättning förbättrar nanokristallernas förmåga att passera blod-hjärnbarriären," förklarade Mahmoudi. "Vår forskning visar att dessa guldnanokristaller, tillverkade med en ny metod för att bilda specifika strukturer och utan ytaktiva ämnen, kan bilda en distinkt proteinkorona som underlättar tillgången till hjärnvävnad."
Mer information: Hassan Gharibi et al, En enhetlig databearbetningspipeline möjliggör harmoniserad analys av nanopartikelproteinkorona över proteomics kärnanläggningar, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-023-44678-x
Ali Akbar Ashkarran et al, Protein Corona Composition of Gold Nanocatalysts, ACS Pharmacology &Translational Science (2024). DOI:10.1021/acsptsci.4c00028
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av Michigan State University
