Un nou mod de a ascunde nanoparticulele de sistemul de apărare al corpului
Într-o descoperire revoluționară, cercetătorii de la Universitatea Kyushu și Centrul de Inovare în Nano-Medicină din Japonia au dezvoltat un înveliș „stealth” pentru nanoparticule, care nu depinde de protecțiile tradiționale din PEG (polietilen glicol). Acest nou sistem de acoperire se bazează pe un rețea de ioni pereche care leagă împreună sarcini pozitive și negative într-o plasă compactă. Această inovație previne acumularea proteinelor pe nanoparticule și evită recunoașterea de către celulele imune, permițând particulelor să rămână în circulația sanguină pentru o perioadă extinsă, de peste 100 de ore.
Tehnologia nanomedicinei și provocările actuale
Conceptul de „stealth” în nanomedicină se referă la abilitatea de a preveni lipirea nedorită de proteine și la reducerea atacurilor din partea celulelor imune, un aspect esențial care permite nanoparticulelor să se miște liber în fluxul sanguin. Până acum, suprafețele nanoparticulelor de înaltă energie atrag proteine și celule, limitându-le utilizarea medicală. Acoperirile din PEG au fost principalul remediu, dar eficiența acestora necesită ajustări precise ale densității și lungimii lanțului, multe particule continuând să scape rapid atunci când sunt expuse sângelui.
Studii și rezultate
În studiul publicat în revista „Nature Biomedical Engineering”, intitulat „Steric stabilization-independent stealth cloak enables nanoreactors-mediated starvation therapy against refractory cancer”, cercetătorii au realizat micelle complexe de polioni și vezicule cu legături covalente reglabile. Acest sistem a fost testat pentru a observa dacă un rețea stabilizată de ioni pereche poate reduce adsorbția proteinelor și preluarea de către macrofage, oferind în același timp reacții de nanoreactor pentru terapia de înfometare a asparaginei.
Inginerie și rezultate notabile
Cercetătorii au asamblat micelle cu dimensiunea de aproximativ 30 nm și vezicule de aproximativ 100 nm prin amestecarea polizilor și polianionilor la un raport de sarcini echimolare. După două minute de amestecare, au fost introduse legături covalente pentru a stabiliza rețeaua polimerică încărcată. Stabilitatea acesteia a fost menținută chiar și la concentrații mari de sare, iar forma a rămas neschimbată.
Reducerea adsorbției proteinelor
Odată ce legăturile covalente au depășit anumite praguri, cercetătorii au observat o reducere semnificativă a adsorbției proteinelor și a preluării de către macrofage: 39,5% pentru micelle și 30,3% pentru vezicule. Veziculele cu 32,6% legături covalente și fără PEG au arătat o minimă legare a proteinelor și au rămas „invizibile” pentru macrofage.
Eficacitate terapeutică în tratamentele cancerului
Veziculele încărcate cu asparaginaza au demonstrat o circulație prelungită în organism, provocând o reducere semnificativă a asparaginei în plasmă și tumori. Dosing-ul le-a permis o scădere de peste 50% în plasă la 4 ore și aproximativ 80% la 96 de ore, cu reduceri și în tumori. Modelele de cancer mamar metastatic au arătat o reducere a greutății tumorale primare și un număr mai mic de noduli pulmonari, comparativ cu enzima liberă.
Concluzii și viitorul acestei tehnologii
Acest înveliș de ioni pereche cooperant poate produce un efect de stealth fără a utiliza acoperirea obișnuită din PEG. Descoperirile introduc o metodă de menținere a stabilității materialului și de scădere a lipicioșeniei, ajutând particulele să circule mai mult timp și să evite detectarea și atacurile sistemului imunitar. În myșii, veziculele încărcate cu enzime au demonstrat că rămân active în organism, privând tumorile de asparagină și slăbind astfel creșterea acestora.
