Nano-fabrikker kunne gøre stoffer på tumorsider


Nano-fabrikker kunne gøre stoffer på tumorsider

Et team af forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA har designet nanopartikler, der producerer proteiner, når utraviolet (UV) lys skinner på dem: de foreslår, at ideen kunne bruges til at skabe "nanofabrikker", der gør proteinbaseret Narkotika på tumorsteder for at bekæmpe kræft.

De skriver om deres arbejde i online-udgaven af ​​tidsskriftet 20. marts Nano Letters , Og der er også en beskrivelse af det i en artikel, der blev offentliggjort på MIT websiden denne uge.

Proteinbaserede lægemidler der bekæmper kræft eksisterer, men de er begrænset af, at kroppen bryder dem ned, før de kan nå deres destination.

Teamet, der er baseret i MIT's David H. Koch Institut Professor Robert Langer, synes at have overvundet dette problem ved at udtænke en måde at gøre proteinerne til efterspørgsel på stedet ved hjælp af nanoteknologi.

Forskere er i stigende grad henvendt til nanoteknologi som en måde at målrette terapi på cellulært niveau.

For eksempel beskrev en anden nylig rapporteret undersøgelse ledet af Johns Hopkins University, hvordan man bruger harmløse bakterier til at "rygsække" nanotekabler, perler og andre nanostrukturer til målrettede steder i menneskekroppen. Og forskere på Northwestern University har udviklet en nanopartikel, som kan levere narkotika direkte til kernen i en kræftcelle.

Ideen bag MIT nanopartiklerne er, at når de når deres destination, skinner du et UV-lys på dem, og de bliver til proteinfabrikker, hvilket gør kræftmedikamolekylerne ret på det sted, hvor de er nødvendige.

De kom op med ideen, når de forsøgte at tænke på måder at angribe metastatiske tumorer på, som vokser fra kræftceller, der har migreret fra det originale kræftsted. 9 ud af 10 kræftdødsfald er forårsaget af sådanne tumorer.

Til deres inspiration vendte de sig til naturen, hvor celler fremstiller deres proteiner ved at følge DNA-instruktioner, som de først kopierer til messenger RNA (mRNA).

MRNA'en vejleder instruktionerne til ribosomer, cellestrukturerne, der læser instruktionerne for at samle aminosyrerne i den korrekte sekvens for at danne det associerede protein, snarere som stringsperler for at gøre en halskæde.

Første forfatter Avi Schroeder, en postdoc i Langer's lab, sagde:

"Vi ønskede at bruge maskiner, der allerede har vist sig at være meget effektive. Ribosomer anvendes i naturen, og de blev perfektioneret af naturen i milliarder af år for at være den bedste maskine, der kan producere protein."

Nanopartiklerne selvmonterer, ved hjælp af lipider til dannelse af partiklernes ydre skaller, ribosomer, aminosyrer og de enzymer der er nødvendige til proteinsyntese. Og selvfølgelig skal du inkludere DNA-sekvenser for de ønskede proteiner.

Schroeder sagde, at deres undersøgelse er det "første bevis på konceptet, at du faktisk kan syntetisere nye forbindelser fra inerte udgangsmaterialer inde i kroppen".

Partiklerne kan bruges til at levere små proteiner, der angriber kræftceller, og til sidst store proteiner som antistoffer for at udløse immunsystemet for at ødelægge tumorer, sagde han.

Den kloge del af nanopartikelen er, hvordan man tænder proteinfabrikken: Du vil ikke have DNA'et frigivet, før du er klar til proteinsyntese at starte.

DNA'et er fanget i en "kemisk bur" -forbindelse kaldet DMNPE, som reversibelt binder til den, men frigiver den, når den udsættes for UV-lys.

For at teste deres idé skabte forskerne en nanopartikler, der var programmeret til at producere enten grønt fluorescerende protein (GFP) eller luciferase, som begge er nemme at opdage.

De testede dem i mus og viste, at de producerede proteinerne, når de var udsat for UV-lys.

James Heath er professor i kemi ved California Institute of Technology og var ikke involveret i undersøgelsen, men synes meget ophidset af arbejdet. Han siger at vente, indtil nanopartiklerne når deres mål, før de skiftes på, kan være en god måde at minimere bivirkninger fra at sige et særligt giftigt stof.

Det er dog én ting at demonstrere noget som dette med succes hos mus, og en anden til at gøre det hos mennesker. Der kræves meget mere test, før vi kan sige, at denne ide kan levere terapeutiske proteiner hos mennesker, siger Heath.

"Der er mange detaljer, der skal udarbejdes for at dette kan være en levedygtig terapeutisk tilgang, men det er et rigtig fantastisk og innovativt koncept, og det får helt sikkert ens fantasi," sagde han.

Holdet arbejder nu på nanopartikler, der kan syntetisere potentielle kræftmedier og nye måder at aktivere partiklerne på, f.eks. Ved at anvende surhedsgrader eller andre biokemiske forhold, der er specifikke for bestemte områder af kroppen, som udløsere til at tænde for "nanofabrikkerne".

Why in The World Are They Spraying [Full Documentary HD] (Video Medicinsk Og Professionel 2022).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis