Sphärische Nanopartikel zu verwandeln, netzartigen Strukturen an der Seite von Krebs

Wissenschaftler an der University of California, San Diego, entworfen von winzigen kugelförmigen Partikel schweben leicht durch die Blutbahn, nach Injektion, dann montieren Sie in eine dauerhafte Gerüst in erkranktem Gewebe. Ein Enzym produziert, durch eine bestimmte Art von tumor ausgelöst werden kann, die Umwandlung der Sphären in netzartigen Strukturen, die sich ansammeln, sich auf der Webseite von Krebs, berichtet das team in der Fachzeitschrift „Advanced Materials“ in dieser Woche.

Targeting-Behandlungen, die speziell zu Krebs oder anderen Kranken Zellen hängt davon ab, einige Mittel zu akkumulieren hohe Konzentrationen von Arzneimittel oder andere therapeutische Mittel, die auf bestimmte Website und dort zu halten. Die meisten bisherigen Anstrengungen abhängen, die passend zu einem Stück des Drogen-Lieferung-Molekül an spezifische Rezeptoren auf der Oberfläche der Zielzelle.

Die Inspiration für diese neue Strategie kam von biologischen Systemen, die Verwendung von shape zu ändern, die Fähigkeit, etwas zu sperren, die in Platz oder slip entfernt und Flucht, sagte Nathan Gianneschi, ein professor von Chemie und Biochemie, der das Projekt leitete.

„Wir wollten einen neuen Ansatz,“ Gianneschi sagte. „Insbesondere wollten wir design, schaltbare Materialien, die könnten wir injizieren in eine Form und lassen Sie Sie wechseln zwischen dem Blut und in den Tumoren.“

Einige krebsartige Gewebe zu produzieren, die hohe levels von einer Klasse von Molekülen namens MMP, matrix-metalloproteinasen. Diese Enzyme verändern, wie andere Proteine sich Verhalten, durch Veränderung Ihrer molekularen Konfiguration, was zu Metastasen. Gianneschi und Kollegen genutzt, diese Fähigkeit zu verändern, Ihre Nanopartikel in einer Weise, die bewirkt, dass Sie zum Verweilen an der site des Tumors.

„Wir haben herausgefunden, wie man ein Autonomes material, spürte seine Umwelt und sich entsprechend ändern,“ Gianneschi sagte.

Jedes Nanopartikel ist aus vielen Waschmittel-wie Moleküle mit einem Ende, das sich leicht mit Wasser und andere, stößt es. In der Lösung, die Sie selbst montieren in Kugeln mit der wasserabweisenden enden nach innen, und in dieser Konfiguration kann leicht in eine Vene injiziert.

Wenn gemischt mit MMPs in Fläschchen, die Enzyme geklaut der Peptide auf der Oberfläche der Sphären, die wieder zusammengebaut werden in netzartigen Fäden.

Das team testete das Konzept weiter durch die Injektion Ihre neue Nanopartikel in Mäusen, die mit menschlichen fibrosarkome, eine Art von Krebs, produziert hohe Konzentrationen von MMPs.

Zu markieren, wenn die Kugeln kaputt zu bilden, andere Strukturen, die Chemiker stellte einen zwei fluorecent Farbstoffe, Rhodamin oder fluorescein, im inneren der Kugeln. In der Nähe, die Farbstoffe interagieren die zu einem spezifischen Licht-signal genannt BUND für F-Förster-Resonanz-Energie-Transfer, wenn die Energie springt von Rhodamin, fluorescein.

Innerhalb eines Tages Sie erkannten FRET-Signale anzeigt, dass die Kugeln wieder zusammengebaut hatte, die Stätten der Tumoren, und das signal blieb für mindestens eine Woche.

Die Behandlung ist nicht von Natur aus giftig. Sie nicht erscheinen, ändern Sie die Tumoren in irgendeiner Weise, und die Leber und Nieren, die Organe, die besonders anfällig für Kollateralschäden von Behandlungen, weil Sie klare Giftstoffe aus dem Körper, das waren ganz normale und gesunde acht Tage nach der Injektion.

Verschiedene Versionen dieser Nanopartikel gestaltet werden könnten, zu reagieren auf Signale, die inhärente zu anderen Arten von Krebserkrankungen und entzündete Gewebe, sagen die Autoren. Die Kugeln können auch entwickelt werden, zu tragen, Drogen, oder andere diagnostische Sonden.

Gerade jetzt, in dieser gleichen team ist die Entwicklung von Nanopartikeln, die über eine Infrarot-Farbstoff, der es Ihnen ermöglichen würde, zu visualisieren, Tumoren, tiefer in den Körper zusammen mit anderen Materialien, die dargestellt werden können mit Instrumenten Häufig in der Klinik.

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