Research identifiziert neue Möglichkeit für slow-release-Medikamente

Stauseen von Arzneimitteln hergestellt werden konnte, binden spezifisch an infiziertes Gewebe, wie Krebszellen, die für langsame, konzentrierte Lieferung von Drogen-Behandlungen, entsprechend der neuen Forschung veröffentlicht in ACS Macro Letters. Die Erkenntnisse, die aus der Universität Kopenhagen und dem Institut Laue-Langevin (ILL), kam als Folge der Neutronen-reflektometrie-Studium an der weltweit führenden Neutronenquelle in Grenoble, Frankreich. Sie könnten, bieten eine Möglichkeit, reduzieren Sie die Dosierung und die Häufigkeit der Injektionen verabreicht, um Patienten, die sich einer Vielzahl von Behandlungen, sowie die Minimierung der Nebenwirkungen der über-Dosierung.

Die Anlage von Stauseen von therapeutischen Drogen, um Zellmembranen für langsame diffusion und continuous delivery innerhalb der Zellen ist ein wichtiges Ziel in der Arzneimittel-f&E. Ein vielversprechender Kandidat für Verpackung und Transport Mixturen von Drogen ist eine Gruppe von self-assembled liquid-Kristalline Partikel. Aus fetthaltigen Molekülen – Phospholipide – und Baum-Makromoleküle wie dendrimere genannt, die Teilchen bilden sich spontan und haben die Fähigkeit, zu genießen und tragen große Mengen von Medikamenten-Moleküle für längere diffusion. Sie sind auch bekannt für Ihre Fähigkeit zur Bindung an zelluläre Membranen.

Die ersten Behandlungen, bei denen solche Teilchen sind in der Nähe Markt, durch Produkte, die eine ähnliche Formulierung genannt Cubosomes (kubische phase Nanopartikel). Entwickelt und vertrieben vom schwedischen start-up Camarus Ab, seine FluidCrystal® Nanopartikel Versprechen Monaten von drug-delivery aus einer einzigen Injektion und die Möglichkeit der Abstimmung der Lieferung in Abständen von etwas, von einmal täglich bis einmal im Monat. Jedoch, eine wichtige Voraussetzung für die optimale Anwendung dieser Formulierungen ist ein detailliertes Verständnis davon, wie Sie interagieren mit zellulären Membranen.

Dies war der Schwerpunkt einer Zusammenarbeit zwischen Dr. Marité Cárdenas (Kopenhagen) und Dr. Richard Campbell und Dr. Erik Watkins (KRANK). Die In diesem experiment verwendete das team von Neutronen zu analysieren, die Wechselwirkung der flüssigkristallinen Partikeln mit einem Modell der zellulären Membran, während die Variation der zwei Parameter:

Schwerkraft–, um zu sehen, wie sich die Interaktion verändert, wenn die Aggregate Griffen die Zellmembran von unten im Gegensatz zu den oben Elektrostatik – um zu sehen, wie die balance zwischen positiven und negativen Ladungen der Aggregat-und der Membran beeinflussen die Interaktion

Das team genutzt, eine Technik, bekannt als Neutronen-reflektometrie, wobei Strahlen Neutronen sind abgeschöpft Oberfläche. Die Reflektivität gemessen wird und Rückschlüsse auf detaillierte Informationen über die Oberfläche, die Dicke, die genaue Struktur und Zusammensetzung der Schichten unterhalb. Diese Experimente wurden durchgeführt, um auf die FIGARO-instrument am ILL in Grenoble, bietet einzigartige Reflexion up vs down-Modi, erlaubt das team zu prüfen, die oberen und unteren Oberflächen, wobei abwechselnd die Proben auf einem zwei-stündlich, während eine 30-Stunden Probenahme-Zeitraum.

Die Wechselwirkung der flüssigkristallinen Partikeln mit der Membran konnte gezeigt werden, dass Gefahren durch die Ladung auf der Modell-Zell-Membran. Subtile änderungen in der Grad der negativen Ladung auf der Membran ermutigt, den Baum-wie dendrimer-Moleküle zu durchdringen, so dass der rest des Moleküls für die Bindung an die Oberfläche, bilden eine angeschlossene reservoir. Die Empfindlichkeit der Interaktion von kleinen änderungen berechnen lässt vermuten, dass einfache Anpassungen an der Anteil an geladenen Lipiden und Makromolekülen könnte die Optimierung dieser Anlage. In Zukunft wird dieses Merkmal könnte auch einen Mechanismus bereitstellen, um den Fokus der Behandlung auf gezielte Zellen, wie infizierte Menschen, die von Krebs, die gedacht werden, um mehr negative Ladung als gesunde Zellen.

In Bezug auf die Schwerkraft, die Analyse zeigte auch, dass die Aggregate interagiert stärker mit Membranen, wenn Sie sich oberhalb der Probe. Ähnliche Effekte verursacht durch Unterschiede in der Dichte und Auftrieb der Lösungen bereits genutzt, einige Magen-Behandlungen und die Forscher ermutigen, zukünftige Studien, wie Schwerkraft verwendet werden könnte, um die Optimierung dieser Interaktionen für drug-delivery.

Zitate

„Krebszellen haben eine Unwucht, die Ihnen eine unterschiedliche molekulare Zusammensetzung und insgesamt die verschiedenen physikalischen Eigenschaften zu normalen, gesunden Zellen“, erklärt Dr. Cardenas. “Während alle Zellen sind negativ, Krebszellen neigen dazu, mehr negativ geladen als gesunde, die aufgrund einer unterschiedlichen Zusammensetzung der Fettsäure-Moleküle auf Ihrer Oberfläche. Dies ist eine Eigenschaft, die wir glauben, kann ausgenutzt werden, in Zukunft die Forschung in die Mechanismen, bei denen die Befestigung der LAMELLARE flüssig-Kristalline Partikel. Unser Nächster Schritt ist die Einführung der Droge selbst in den Stauseen und stellen Sie sicher, Sie kann sich bewegen über die Membran. Diese Arbeit ebnet den Weg für Zell-tests und in klinischen Studien in der Zukunft die Nutzung unserer Methodik“

„Natürlich ist es nicht neu, dass die Partikel in Formulierungen können sinken oder schwimmen, aber so dramatisch unterschiedliche spezifische Interaktionen dieser Nanocarrier mit Lipidmembranen verschiedener Orientierungen hat uns völlig überrascht“, sagte Dr. Campbell. “Sehr kleine Probenvolumina sind oft in der biomedizinischen Untersuchungen, so dass die Auswirkungen der phase der Trennung nicht gesehen werden kann. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Labor-Forscher müssen möglicherweise neu zu bewerten, in welcher Weise Sie die überprüfung der Wirksamkeit von neu entwickelten Rezepturen zu berücksichtigen, für starke gravitative Effekte.“

Dr. Watkins sagte weiter: “Diese Studie ist eine perfekte illustration des FIGARO die einzigartige Fähigkeit, Daten von oben und unten horizontale Schnittstellen in der gleichen experiment. Nicht nur sind Neutronen eindeutig empfindlich auf die leichteren Elemente gefunden in der organischen Chemie, sondern die Fähigkeit, alle Daten auf einmal in situ, ohne die Probe ist von entscheidender Bedeutung. Diese biologischen Proben sind immer Subtilität ändern sich im Laufe der Zeit, die Sie, analysieren Sie so, es ist wichtig, dass Sie diese Daten so schnell wie möglich.“

Schreibe einen Kommentar