Gouden nanodeeltjes beloven veilige kankermedicijnen, betere vaccins
Volgens nieuw onderzoek zouden gouden nanodeeltjes een veilig hulpmiddel kunnen zijn om de effectiviteit te verbeteren van vaccins en andere medicijnen die zich moeten richten op de B-cellen van het immuunsysteem.
Het aantal medische toepassingen van nanodeeltjes is de afgelopen 20 jaar gestaag gegroeid. Artsen en wetenschappers blijven echter bezorgd over hun veiligheid en hoe ze het immuunsysteem kunnen beïnvloeden.
Het menselijk lichaam verdraagt goud goed en het metaal is gemakkelijk te manipuleren. In de vorm van nanodeeltjes biedt goud de mogelijkheid om op specifieke manieren op cellen te richten. Medicijntoediening in de precisiegeneeskunde zou een veelbelovend gebied kunnen zijn.
Eerdere studies hebben al aangetoond dat gouden nanodeeltjes op veilige, biocompatibele manieren kunnen werken met grotere immuuncellen, zoals macrofagen.
Nu hebben wetenschappers voor het eerst onderzocht hoe gouden nanodeeltjes interageren met B-lymfocyten, of witte bloedcellen, die kleiner en minder gemakkelijk te beheren zijn.
De nieuwe studie is het werk van onderzoekers uit Zwitserland en het Verenigd Koninkrijk en komt voor in een recent ACS Nano papier.
B-cellen zijn grotendeels verantwoordelijk voor de productie van antilichamen in het immuunsysteem.
"Nanodeeltjes", zegt co-senior studie auteur Carole Bourquin, een professor aan de faculteiten geneeskunde en wetenschap aan de Universiteit van Genève in Zwitserland, "kunnen een beschermend voertuig vormen voor vaccins - of andere medicijnen - om ze specifiek af te leveren waar ze kunnen het meest effectief zijn terwijl je andere cellen spaart. "
Effect van gouden nanodeeltjes op B-cellen
Bourquin en haar collega's onderzochten interacties tussen verschillende vormen van gouden nanodeeltjes en "vers geïsoleerde menselijke B-lymfocyten."
Ze voerden experimenten uit waarbij ze de B-cellen blootstelden aan gecoate en ongecoate staafvormige en bolvormige gouden nanodeeltjes.
Door activeringsmarkers op de B-celoppervlakken te observeren, kon het team zien in hoeverre de verschillende soorten nanodeeltjes immuunresponsen activeerden of remden.
Geen van de soorten gouden nanodeeltjes die het team testte, veroorzaakte nadelige bijwerkingen. De nanodeeltjes verschilden echter in termen van hun vermogen om een immuunrespons op te wekken.
De onderzoekers ontdekten dat het type oppervlak op de gouden nanodeeltjes en hun vorm een significant effect hadden op hun interacties met B-cellen.
Ongecoate bolvormige gouden nanodeeltjes bleken ongeschikt omdat ze de neiging vertoonden om klontjes te vormen.
De beste presteerders waren de met polymeer beklede, bolvormige gouden nanodeeltjes. Deze waren stabiel en hadden geen invloed op de functie van de B-cellen.
Staafvormige gouden nanodeeltjes waren daarentegen niet bruikbaar omdat ze de immuunrespons eerder verminderden dan activeerden. De onderzoekers suggereren dat dit zou kunnen zijn omdat ze zwaarder waren en waarschijnlijk de processen in de celmembranen verstoorden.
Potentieel van gouden ‘nanodrugs’
Om effectief te zijn, moeten vaccingeneesmiddelen de B-cellen bereiken voordat het lichaam ze vernietigt. Het gebruik van gouden nanodeeltjes om ze af te leveren, zou een effectieve manier kunnen zijn om de medicijnen te behouden tijdens hun gevaarlijke reis naar hun doelen.
B-cellen kunnen niet alleen doelwitten zijn voor vaccins, maar ook voor geneesmiddelen die andere ziekten behandelen, zoals kanker en auto-immuunziekten.
De onderzoekers zien de gouden nanodeeltjes die ze hebben ontwikkeld als een potentieel vehikel om medicijnen rechtstreeks aan B-cellen af te leveren.
Een dergelijk toedieningsmiddel zou de dosering van medicijnen en de bijbehorende bijwerkingen kunnen verminderen.
Gouden nanodeeltjes zijn potentieel ideale afleveringsvoertuigen voor geneesmiddelen voor hersenkanker, omdat ze klein genoeg zijn om door de bloed-hersenbarrière te gaan. Er wordt al onderzocht hoe nanodeeltjes kunnen worden gebruikt om hersentumoren te behandelen.
Een andere potentieel nuttige eigenschap van gouden nanodeeltjes is dat ze licht kunnen absorberen en vervolgens de energie als warmte kunnen afgeven.
Deze eigenschap zou de nanodeeltjes tot een ideaal hulpmiddel kunnen maken voor precisietherapie bij kanker. Artsen zouden gouden nanodeeltjes kunnen richten om tumoren binnen te dringen en er vervolgens een licht op laten schijnen, zodat ze selectief de kankercellen met warmte vernietigen.
Een belangrijk kenmerk van de studie is dat het team een systematische aanpak heeft ontwikkeld om de veiligheid en compatibiliteit van nanodeeltjes met B-cellen te onderzoeken. Voorafgaand aan dit onderzoek had geen enkele studie deze methodologie gebruikt.
"Dit zou vooral nuttig kunnen zijn voor toekomstig onderzoek, aangezien het gebruik van nanodeeltjes in de geneeskunde nog steeds duidelijke richtlijnen vereist."
Prof. Carole Bourquin
