Drogen gezielt mittels "Triggered Release" über Nanopartikel bekämpfen

Die Nanotechnologie erlaubt uns, Materie auf der Skala von Atomen und Molekülen auf neue Weise zu manipulieren. In einer neuen Studie zeigen Forscher, wie sie es nutzen, um ein System zur Wirkstofffreisetzung zu entwickeln, das genau die Freisetzung von Medikamenten auslösen kann - zum Beispiel nur innerhalb von Zielzellen.
Vier Phasen des Übergangs von zylindrischen Stamm-Nanopartikeln zu kugelförmigen Tochter-Nanopartikeln.
Bildnachweis: Andrew Dove

Die Forscher beschreiben ihren neuen "Triggered-Release" -Mechanismus in der Zeitschrift Naturkommunikationen.

Der Mechanismus beginnt mit zwei "Eltern" -Nanopartikeln, die jeweils die Hälfte des Arzneimittels tragen.

Die Eltern sind so konzipiert, dass sie nur dann interagieren, wenn sie sich nahe sind. Wenn sie interagieren, erzeugen sie ein "Tochter" -Teilchen, das das vollständige aktive Medikament freisetzt.

Andrew Dove, einer der leitenden Forscher und Professor am Department of Chemistry der University of Warwick in Großbritannien, sagt:

"Wir nehmen an, dass die Partikel im Blutstrom nicht in der Lage sind, ausreichend zu interagieren, um zur Freisetzung zu führen, nur wenn sie in Zellen aufgenommen werden, könnte die Freisetzung stattfinden."

"Auf diese Weise", fügt er hinzu, "kann das Medikament gezielt nur dort freigesetzt werden, wo wir es wollen und daher effektiver sein und Nebenwirkungen reduzieren."

Ein weiterer Vorteil des Mechanismus besteht darin, dass er keinen externen Stimulus benötigt, um die Wechselwirkung zu aktivieren und das Arzneimittel freizusetzen.

Prof. Dove sagt, der Trick bestehe darin, die richtige chemische Struktur der ursprünglichen Nanopartikel zu erhalten. Während sie beide aus zylinderförmigen Polymerketten bestehen, unterscheiden sie sich in der Art, wie ihre chemischen Bindungen innerhalb eines Teils ihrer Struktur gerichtet sind.

Wenn die beiden Haupt-Nanopartikel nahe genug beieinander liegen, durchlaufen die beiden Polymerketten einen Prozess, der als "Stereokomplexierung" bezeichnet wird und zu einem neuen "Tochter" -Nanopartikel führt.

"Im Zuge dieser Umlagerung schlagen wir vor, dass alle Moleküle - wie etwa Arzneimittelmoleküle - freigesetzt werden, die in den Stammpartikeln eingeschlossen sind", erklärt Prof. Dove.

Das Team plant nun, die Verwendung der ausgelösten Freisetzung für die Verabreichung von Krebsmedikamenten zu untersuchen

Prof. Dove sagt, während sie jetzt planen zu sehen, wie der ausgelöste Freisetzungsmechanismus verwendet werden könnte, um neue Krebsbehandlungen zu entwickeln, gibt es keinen Grund, warum er nicht auch für eine breite Palette von Krankheiten verwendet werden könnte.

Seltsamerweise sind die Tochter-Nanopartikel nicht zylindrisch wie die Eltern, sondern kugelförmig. Die Autoren sagen, dies sei wegen einer "Stereokomplexierungs-treibenden Kraft, die in diesem System existiert, ändert sich das Kristallisationsverhalten der kernbildenden Blöcke."

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