Forscher haben Mikromaterialien entwickelt, die ausschließlich aus Proteinen bestehen und in der Lage sind, über einen längeren Zeitraum Nanopartikel abzugeben, die bestimmte Krebszellen angreifen und zerstören. Die Mikromaterialien ahmen natürliche sekretorische Granula im endokrinen System nach und haben sich in Mausmodellen für Darmkrebs als wirksam erwiesen.
Die Studie ist veröffentlicht im Tagebuch Fortgeschrittene Wissenschaft.
Ein von Professor Antonio Villaverde vom Institut für Biotechnologie und Biomedizin der Abteilung für Genetik und Mikrobiologie der UAB koordiniertes Team und unter Beteiligung des Forschungsinstituts Sant Pau und des CIBER-BBN hat in sich geschlossene Mikromaterialien entwickelt, die nur aus bestehen Proteine, die in der Lage sind, das Polypeptid, aus dem sie bestehen, über einen längeren Zeitraum abzugeben.
Die von den Forschern patentierte Technologie zur Herstellung dieser Körnchen ist relativ einfach und ahmt die sekretorischen Körnchen des menschlichen endokrinen Systems nach. In Bezug auf seine chemische Struktur beinhaltet es die Koordination von ionischem Zink mit der histidinreichen Domäne, einer für Lebewesen essentiellen und daher nicht toxischen Aminosäure.
Die von Forschern entwickelten neuen Mikromaterialien bestehen aus Ketten von Aminosäuren, sogenannten Polypeptiden, die in Form von Nanopartikeln funktionsfähig und bioverfügbar sind, die freigesetzt und zur selektiven Zerstörung an bestimmte Arten von Krebszellen gerichtet werden können.
Das Forschungsteam analysierte die molekulare Struktur dieser Materialien und die Dynamik hinter dem Sekretionsprozess, sowohl in vitro als auch in vivo. In einem Tiermodell für CXCR4+-Darmkrebs zeigte das System eine hohe Leistung bei subkutaner Verabreichung und wie sich die freigesetzten Protein-Nanopartikel im Tumorgewebe ansammelten.
„Es ist wichtig hervorzuheben, dass diese Anreicherung effizienter ist als bei der Verabreichung des Proteins im Blut. Diese Tatsache bietet eine unerwartete neue Möglichkeit, hohe lokale Arzneimittelspiegel und eine bessere klinische Wirksamkeit sicherzustellen und so wiederholte intravenöse Verabreichungsschemata zu vermeiden“, erklärt Professor Villaverde .
„Im klinischen Kontext dürfte der Einsatz dieser Materialien bei der Behandlung von Darmkrebs die Arzneimitteleffizienz und den Patientenkomfort erheblich verbessern und gleichzeitig unerwünschte Nebenwirkungen minimieren.“
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Julieta M. Sánchez et al., Strukturelle Stabilisierung klinisch orientierter oligomerer Proteine während ihres Transits durch synthetische sekretorische Amyloide, Fortgeschrittene Wissenschaft (2024). DOI: 10.1002/advs.202309427