Van cellen afgeleide nanodragers voor een efficiëntere en directere intracellulaire afgifte van geneesmiddelen

Bij medicijnafgifte wordt het therapeutische gedrag van de nanodragers beperkt door het “vreemde” karakter van hun oppervlak. Ondanks het brede scala aan geavanceerde coatings die beschikbaar zijn, identificeren immuuncellen deze synthetische nanodeeltjes vaak, waardoor ze ongunstige reacties genereren of een sterke accumulatie buiten het doel vertonen.

In die zin komt het gebruik van biomimetische materialen naar voren als een alternatief om deze herkenning te omzeilen en de effectiviteit van toedieningssystemen te verbeteren. Door gebruik te maken van homotypische eigenschappen, vertonen biomimetische vectoren een hogere affiniteit voor de micro-omgeving van de cel en een waardevol immuunontsnappingsvermogen.

Deze aanpak bracht onderzoekers van het Center for Research in Biological Chemistry and Molecular Materials (CiQUS) ertoe om de membraansamenstelling van tumorcellen na te bootsen en nieuwe op lipiden gebaseerde nanodragers te ontwikkelen die samensmelten met het gastheercelmembraan om bioactieve moleculen vrij te maken. Een zeer nauwkeurige combinatie van kationische (positief geladen) en neutrale lipiden die in de biomimetische schil zijn geïntercaleerd, geeft nanodragers deze fusogene eigenschap en bevordert de binding aan het plasmamembraan. Het onderzoek is gepubliceerd in de Journal of Colloid and Interface Science.

“Door fusogene eigenschappen en biomimetische kenmerken te combineren, bereikten we intracellulaire lokalisatie van verschillende soorten ladingen, van kleine moleculen tot grote macromoleculen en vaste nanodeeltjes”, aldus Dr. Ester Polo, CiQUS-onderzoeker en lid van de BioNanoTools-groep. Deze fusie maakt de directe afgifte van geneesmiddelen en andere interessante moleculen in het cytosol mogelijk, waardoor de therapeutische werkzaamheid van het toedieningssysteem en de biologische beschikbaarheid van de getransporteerde verbindingen worden verbeterd.

De onderzoekers hebben het nieuwe systeem voorzien van een dubbele functionaliteit die tot doel heeft de selectiviteit en veiligheid van medicijnafgifte te vergroten ten opzichte van meer conventionele methoden. “Vanwege hun homotypische eigenschappen vertonen deze van cellen afgeleide nanodragers een hoge selectiviteit. Aan de andere kant maakt de fusiecapaciteit die wordt geboden door de specifieke combinatie van lipiden het vrijgeven van de lading veel efficiënter mogelijk, ” zeiden ze.