Krebs bleibt eine der aggressivsten Krankheiten, denen der menschliche Körper ausgesetzt sein kann, aber Forscher am Penn State versuchen, die Krankheit mit einer neuen Behandlungsoption auszutricksen.
Das Penn State-Team hat eine der größten Strategien gegen Krebs angewendet. Die Forscher entwickelten eine Methode, um ihr krebserregendes Medikament zu tarnen, indem sie es in den Tumorzellen verstecken. Dadurch kann das Medikament die natürlichen Konservierungs- und Sicherheitsmechanismen des Tumors überwindenund das Medikament aus dem Tumor selbst abgeben.
Das Team unter der Leitung von Siyang Zheng verwendete ein einzigartiges Proteintoxin namens Gelonin - etwas, das am häufigsten in einer Pflanze im Himalaya-Gebirge vorkommt. Mit dem Gelonin konnten Forscher die Proteine in einem Nanopartikel-Gerüst einsperren, das das Medikament vor dem Körper schütztImmunsystem. Um das Ganze abzurunden und sicherzustellen, dass das Medikament an den Tumor abgegeben wurde, wurden die Nanopartikel aus metallorganischem Gerüst MOF in die Tumorzellen .
"Wir haben eine Strategie entwickelt, um die aus Tumorzellen stammenden extrazellulären Vesikel zu nutzen."
"Wir haben eine Strategie entwickelt, um die aus Tumorzellen stammenden extrazellulären Vesikel zu nutzen", sagte Zheng, Associate Professor für Biomedizin und Elektrotechnik am Penn State. "Wir entfernen 99 Prozent des Inhalts dieser extrazellulären Vesikel und verwenden dann dieMembran zum Umwickeln unserer metallorganischen Gerüstnanopartikel. Wenn wir unsere extrazellulären Vesikel durch Biopsie oder Operation vom Patienten erhalten können, suchen die Nanopartikel den Tumor durch einen Prozess, der als homotypisches Targeting bezeichnet wird. "
Nachdem ein Arzt das Nanopartikel-Medikament verabreicht hat, schwimmt das MOF im Blutkreislauf herum, bis es den Tumor findet. Dann haftet es an der Zellmembran. Die Krebszellen verbrauchen das Nanopartikel dann während eines als Endozytose bezeichneten Prozesses. Je höherDer Säuregehalt im Inneren der Zelle zerstört dann das metallorganische Gerüst, die Nanopartikel und damit das toxische Himalaya-Protein, das dann die Zelle abtötet.
Gong Cheng, Hauptautor eines neuen Papiers, das die Arbeit des Teams beschreibt, und ehemaliger Postdoktorand in Zhengs Gruppe in Harvard, sagte: "MOF ist eine Klasse kristalliner Materialien, die aus Metallknoten und organischen Linkern zusammengesetzt sind. In unserem DesignDie Selbstorganisation von MOF-Nanopartikeln und die Einkapselung von Proteinen werden gleichzeitig durch einen Eintopf-Ansatz in wässriger Umgebung erreicht. "
"Die angereicherten Metallaffinitätsstellen auf MOF-Oberflächen wirken wie der Knopfhaken, sodass die extrazelluläre Vesikelmembran leicht auf den MOF-Nanopartikeln geknickt werden kann", fuhr Cheng fort. "Unsere biomimetische Strategie lässt die synthetischen Nanopartikel wie extrazelluläre Vesikel aussehen, aber sie habendie gewünschte Ladung im Inneren. "
Zheng und sein Team haben zuerst die Ergebnisse in Kleintiermodellen untersucht. Sie hoffen jedoch, dass der Erfolg im kleinen Maßstab bedeuten könnte, zu größeren Probanden überzugehen - auch wenn die Partikelgröße im Vergleich relativ klein bleibt.
"Unser metallorganisches Gerüst hat eine sehr hohe Beladungskapazität, so dass wir nicht viele Partikel verwenden müssen und die allgemeine Toxizität gering bleibt", sagte Zheng.
Die Forscher sagten, dass das Konzept der Abgabe von Medikamenten über das MOF-Framework für andere Medikamente verwendet werden könnte, die das Immunsystem des Körpers überwinden müssen.
Die Forschung wurde in einer aktuellen Ausgabe der veröffentlicht Zeitschrift der American Chemical Society .
Via : Penn State University