Nieuwe met medicijnen gevulde nanocapsules kunnen kanker effectiever bestrijden
Onderzoekers hebben een manier gevonden om veerkrachtigere, met medicijnen beladen nanodeeltjes te maken waarmee ze zich beter kunnen richten op ziek weefsel of kankercellen. De bevindingen kunnen nanogeneeskunde en de toepassingen ervan voor de behandeling van kanker veranderen.
De nanotechnologie is veelbelovend bij de behandeling van kanker.
Bij een recente doorbraak gebruikten onderzoekers bijvoorbeeld nanodeeltjes om voorheen niet-detecteerbare microtumoren te detecteren, terwijl een andere studie nanodeeltjes gebruikte die waren afgeleid van theebladeren om longkankercellen te vernietigen.
Nanodeeltjes worden vaak gebruikt om medicijnen te transporteren en ze rechtstreeks naar ziek weefsel af te leveren. Deze zogenaamde nanocarriers werden onlangs gebruikt om met succes een bijzonder agressieve vorm van endometriumkanker te vernietigen, en om een medicijn af te leveren dat kankerstamcellen genetisch "ontwapent".
Deze met medicijnen gevulde nanocapsules zijn ongeveer een duizendste van de diameter van een mensenhaar en ze zijn meestal bedekt met antilichamen die zijn ontworpen om tumorcellen op te sporen en eraan te hechten.
Een belangrijk voordeel van deze nanodragers is dat ze geconcentreerde medicijnen met precisie afgeven, zonder de rest van het lichaam te beïnvloeden en de mogelijke bijwerkingen ervan te verspreiden.
Nu hebben onderzoekers van het Mainz University Medical Center en het Max Planck Institute for Polymer Research - beide in Mainz, Duitsland - een innovatieve en effectievere manier ontwikkeld om de antilichamen aan de nanodragers te binden.
Prof. Volker Mailänder van het Universitair Medisch Centrum van Mainz begeleidde het onderzoek samen met prof. Katharina Landfester van het Max Planck Institute for Polymer Research.
De bevindingen zijn in het tijdschrift gepubliceerd Natuur Nanotechnologie.
Nieuwe methode twee keer zo effectief als oudere
"De standaardmethode om antilichamen te binden met behulp van complexe chemische processen, kan antilichamen afbreken of zelfs vernietigen, of de nanodrager in het bloed kan snel bedekt raken met eiwitten", legt prof. Landfester uit.
Maar de nieuwe methode maakt gebruik van vooraf geadsorbeerde antilichamen om het oppervlak van de nanocapsules te bedekken. Dit beschermt de antilichamen en houdt ze functioneel tijdens het afleveringsproces, waardoor de nanocapsule wordt gestabiliseerd en het de medicijnen efficiënter kan afgeven.
Het fysische proces van adsorptie "vindt plaats wanneer een gas of vloeibare opgeloste stof zich ophoopt op het oppervlak van een vaste stof of een vloeistof (adsorbens) en een film van moleculen of atomen vormt (het adsorbaat)."
Het team bereikte dit effect door antilichamen en de nanodragers te combineren in een zure oplossing, wat volgens de onderzoekers beter is dan de twee te binden in een Ph-neutrale oplossing.
De onderzoekers merken op dat hun nieuwe methode twee keer zo effectief is als traditionele chemische binding.
"We concluderen", schrijven de auteurs, "dat pre-adsorptie in potentie een veelzijdige, efficiënte en snelle methode is om doelgerichte moleculen aan het oppervlak van nanodragers te hechten."
De onderstaande video geeft een visuele weergave van de bevindingen:
"Tot nu toe hebben we altijd uitgebreide chemische methoden moeten gebruiken om deze antilichamen aan nanocapsules te binden […]. We hebben nu kunnen aantonen dat je alleen maar antilichamen en nanocapsules samen in een verzuurde oplossing moet combineren."
Prof. Volker Mailänder
De onderzoekers hopen dat de nieuwe methode de op nanotechnologie gebaseerde therapieën in het algemeen zal verbeteren, waardoor nanocapsules zich kunnen richten op ziek weefsel met behoud van gezond weefsel.
