Drogen im Inneren des Körpers

(ISNS)--haben Forscher eine neue Art von Nanopartikel entwickelt, die Synthese von Proteinen auf Nachfrage vermag. Der Aufwand ist ein erster Schritt in Richtung erfinden eine neue Methode der angreifenden Krebszellen beim Menschen.

Das Massachusetts Institute of Technology-Team hat gezeigt, dass ein Strahl von UV-Licht Proteinproduktion in Nanopartikel befindet sich in den Körpern von Labormäusen auslösen kann.

Eingeführt in die Körper von Krebspatienten, würde die Nanopartikel Tumore abzielen. Sobald es, UV-Licht am strahlte würde die Nanopartikel Lage von außerhalb des Körpers die Synthese von Protein Drogen beginnen, die die Krebszellen töten würde.

Wenn es bei menschlichen Patienten funktioniert, sollte die Methode besonderen Wert beim Angriff auf metastatischer Tumoren, die durch die Ausbreitung von Krebs von seinem ursprünglichen Standort auf andere Teile des Körpers erstellt haben. Diese verursachen 90 Prozent der Todesfälle durch Krebs beim Menschen.

Die Forscher betonen, dass der Ansatz mehrere frische Fortschritte erfordern wird, bevor Ärzte auf Krebspatienten verwendet werden können. Aber ihr Experiment an Mäusen, berichtet in der Zeitschrift Nano Letters, hat das Konzept Machbarkeit gezeigt.

"Dies ist das erste Mal, die Fernbedienung künstliche dabei in einem lebenden Organismus nachgewiesen wurde", sagte principal Investigator Avi Schroeder. "Es ist ein erster Schritt, aber wir sind sehr begeistert von ihm."

Schroeder ist ein Chemie-Ingenieur am Israel Institute of Technology in Haifa. Schröder führte die Forschung Mannschaft während der Arbeit MIT David H. Koch-Instituts für Integrative Cancer Research. Seine Mitarbeiter waren Michael Goldberg, Christian Kastrup und Christopher Levins.

"Es ist ein wirklich tolles und innovatives Konzept, und es wird sicherlich die Phantasie gehen," sagte James Heath, ein Professor für Chemie am California Institute of Technology, die nicht am Projekt beteiligt war.

Die Methode umfasst die Montage der Rohstoffe für die Herstellung eines bestimmten Proteins in einer Miniaturfabrik und dann Gebäude ein Nanopartikel um sie herum. Die gesamte Baugruppe ist etwa tausendmal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares.

"Sie beginnen mit der richtigen Konzentration aller Komponenten und führen Sie dann den Bau der Nanopartikel, die sie enthalten,", sagte Schröder. "Es ist wie Hausmauern um große Stücke von Maschinen in den Fabriken."

Die "Wände" bestehen aus strukturelle Moleküle, so genannte Lipide, die in allen lebenden Organismen vorhanden sind. Innerhalb der Mauern enthält jedes Minifabrik Ribosomen, Aminosäuren und Enzyme, sowie kurze Sequenzen der DNA, das gewünschte Protein entspricht. Ein weiterer wichtiger chemischer bietet den Auslöser für Protein-Produktion. In der Regel wirkt es wie ein Käfig, der die DNA in Schach hält. Aber Licht bewirkt, dass den Käfig zu öffnen, und lassen Sie die DNA.

"Es ist empfindlich gegen Licht mit bestimmten Wellenlängen. Damit die Nanopartikel zu diesem Licht ausgesetzt sind der Schraubenschlüssel entfernt und die Protein-Produktionsprozess eingeleitet werden kann,", sagte Schröder.

In ihrem Experiment, die MIT-Forscher Nanopartikel mit Mini-Fabriken so programmiert, dass zwei leicht nachweisbar Proteine produzieren geladen: grün fluoreszierendes Protein und Luciferase.

Dann injiziert das Team eine Suspension mit den Partikeln in die Bäuche von Labormäusen. Nachdem sie UV-Licht auf die Mäuse glänzten, entdeckt sie die Farben, die charakteristisch für die beiden Proteine, zeigen, dass das Licht die Nanopartikel um die Proteine zu produzieren erfolgreich angeregt hatte.

Warum spritzen sie in den Bauch?

"Wir wollten zeigen, dass der Prozess durchführbar in einer Website wo metastasiertem Krebs befindet sich bei vielen Patienten", sagte Schröder. "Wir wollten auch eine Region im Körper, der nicht viel von Menschenhandel in andere Gewebe haben würde; Dies gab uns eine bessere Kontrolle der experimentellen und ein höheres Maß an Verständnis des Prozesses."

Die sich des Konzepts, ist das Team jetzt es in Richtung der mögliche Verwendung beim Menschen erweitern.

"Wir treiben es auf die Produktion von mehreren Medikamenten in die Nanopartikel und streben für zusätzliche Auslöser, um den Produktionsprozess zu initiieren", sagte Schröder.

Während sie versuchen, menschliche Anwendung der Technologie zu entwickeln, ist das Team die Notwendigkeit zur Vermeidung von unbeabsichtigter Folgen, wie gesunde Zellen als auch Krebszellen zu zerstören.

"Nebenwirkungen sind immer ein Anliegen", sagte Schröder. "[Unsere Technik] soll sicherer als die Alternative – Dosierung den ganzen Körper mit einer Pre-synthetisierte Droge, die gesundes Gewebe schädigen können."

Die Maus-Experiment stellt einen wichtigen Schritt weg von dieser Alternative. "Unser Weg in die lokale Produktion von Arzneimitteln beim Menschen mehrere Jahre entfernt sein kann", sagte Schröder. "Allerdings ist es immer näher."