Overzicht van de opzet van het experiment: (1) plasmascreening op anti-PEG-antilichamen (IgG + IgM) onder 500 gezonde individuen met behulp van ELISA. (2) Bepaling van anti-PEG IgG-verrijking in de eiwitcorona van gePEGyleerde SiNC’s. (3) Monitoring van de impact op celinteracties met RAW 264.7 (muis) en THP-1 (menselijke) macrofagen, afhankelijk van de aanwezigheid van IgG in de eiwitcorona van gePEGyleerde SiNC’s. Credit: Horizonnen op nanoschaal (2023). DOI: 10.1039/D3NH00198A
Het is al lang bekend dat mensen afweermechanismen en dus antilichamen tegen virussen kunnen vormen. Maar er kunnen zich ook antilichamen ontwikkelen tegen polyethyleenglycol (PEG), een stof die wordt gebruikt in cosmetica, voeding en medicijnen. Deze beïnvloeden de effectiviteit van medicijnen.
Een team van onderzoekers van het Max Planck Instituut voor Polymeeronderzoek heeft nu onderzocht hoe wijdverspreid deze antilichamen al zijn in de Duitse samenleving en hoe ze medische therapieën met behulp van nanodragers kunnen beïnvloeden. Ze hebben hun huidige resultaten gepubliceerd in Horizonnen op nanoschaal.
Een virus dringt het lichaam binnen en het immuunsysteem begint te werken: er ontwikkelen zich antilichamen die de infectie bestrijden. Tegelijkertijd wordt er een immuungeheugen opgebouwd, zodat antilichamen snel beschikbaar kunnen worden gesteld bij een nieuwe infectie. Verrassend genoeg kunnen zich ook antilichamen vormen tegen polyethyleenglycol (PEG), een molecuul met een vrij eenvoudige structuur.
Naast cosmetische producten – van crèmes, parfums en lotions tot lippenstift – wordt polyethyleenglycol ook in de geneeskunde gebruikt. Hier dient het als een soort camouflagelaag tegen het lichaamseigen immuunsysteem, waardoor de circulatietijd van een actief ingrediënt in het bloed wordt verlengd.
“Voor ons is PEG interessant om medicijndragers van nanogrootte ermee te coaten”, zegt Svenja Morsbach, groepsleider op de afdeling van Katharina Landfester bij het MPI voor Polymeeronderzoek. Op deze manier bereiken de onderzoekers een langere circulatietijd voor de medicijncapsules, die slechts nanometer groot zijn en in de toekomst bijvoorbeeld een belangrijk onderdeel kunnen zijn van nieuwe kankertherapieën.
In hun onderzoek onderzocht het team onder leiding van Morsbach en Landfester ruim 500 bloedmonsters van patiënten die in 2019 waren afgenomen. ‘De gevormde antilichamen tegen PEG hechten zich aan de gecoate nanodragers en gaan daarmee het effect tegen dat eigenlijk gewenst is: de nanodrager wordt zichtbaar voor het immuunsysteem en wordt verwijderd voordat het zijn effect kan uitoefenen”, legt Katharina Landfester, directeur van de afdeling, uit.
De onderzoekers onder leiding van Morsbach en Landfester gaan ervan uit dat therapieën in de toekomst aangepast zullen moeten worden om op dit gedrag van het immuunsysteem te reageren. In hun statistische onderzoeken van bloedmonsters ontdekten ze dat PEG-antilichamen al detecteerbaar waren in 83% van de onderzochte monsters.
De concentratie PEG-antistoffen in het bloed correleert antiproportioneel met de leeftijd van de onderzochte persoon: hoe ouder de persoon, hoe minder PEG-antistoffen aanwezig zijn. “We gaan er momenteel van uit dat dit te wijten is aan het toenemende gebruik van PEG op verschillende gebieden van het leven en aan de variatie van het immuunsysteem in de leeftijd”, zegt Morsbach.
In verdere studies willen de onderzoekers nu ontdekken hoe toekomstige therapieën kunnen worden aangepast om de verminderde camouflage van de nanodragers te compenseren. “Ideeën zouden onder meer kunnen zijn of PEG kan worden vervangen of mogelijk helemaal kan worden weggelaten”, zei Morsbach. Maar ook het bepalen van de antilichaamconcentratie in het bloed van een patiënt en het individueel aanpassen van de hoeveelheid werkzame stof zouden een alternatief kunnen zijn.
Meer informatie:
Mareike FS Deuker et al., Anti-PEG-antilichamen verrijkt in de eiwitcorona van gePEGyleerde nanodragers beïnvloeden de celopname, Horizonnen op nanoschaal (2023). DOI: 10.1039/D3NH00198A
Geleverd door Max Planck Society
