Gli studiosi della Hong Kong Baptist University (HKBU) hanno dimostrato la progettazione e la sintesi di un veicolo macchina macromolecolare globulare intelligente per la somministrazione di farmaci antitumorali controllati attivamente che migliora l'efficacia del farmaco. Questa svolta fornisce informazioni sui farmaci terapeutici mirati come il clorambucile nel trattamento della leucemia. La carta, intitolato "Dendrimeri di Rotaxano di tipo III-B di generazione superiore con controllo della dimensione delle particelle nella commutazione molecolare tridimensionale, " è stato pubblicato in Comunicazioni sulla natura .

Il team ha riferito di una serie di nuove macromolecole iperramificate con, al massimo, 15 legami meccanici all'unità di derivazione. I legami meccanici sono una nuova ed entusiasmante classe di legami non covalenti simili a catene e ganci familiari, Per esempio. Queste macromolecole possono indurre un movimento molecolare complessivo di estensione-contrazione tramite spola molecolare avanti e indietro collettivo e controllabile, fornendo la capacità di incapsulare molecole di farmaco e rilasciarle attivamente da stimoli acidi.

Il dottor Ken Leung, che ha condotto la ricerca, ha detto che nell'attuale trattamento della leucemia, i farmaci vengono somministrati per uccidere le cellule leucemiche che possono essere presenti nel sangue e nel midollo osseo. La quantità di farmaci rilasciati per uccidere le cellule cancerose fluttuanti non può essere controllata efficacemente, però. Ha detto che i 15 legami meccanici assomigliano a braccia meccaniche che controllano attivamente la consegna e la quantità adeguata di farmaci rilasciati alle cellule tumorali mirate.

Il dottor Leung ha aggiunto che questo materiale intelligente combina macchine molecolari e dendrimeri con una nuova svolta nella sintesi e un rilascio controllato e attivo di farmaci. Con la sua complessità e dimensione, questa molecola sintetica assomiglia a un piccolo virus. A causa della tossicità relativamente bassa di questo veicolo molecolare globulare intelligente, può anche fungere da macchina molecolare per la somministrazione di farmaci a lungo termine potenzialmente ideale all'interno del corpo umano. Le masse molecolari di queste nuove macromolecole sono state caratterizzate mediante spettrometria di massa, e le loro strutture chimiche e proprietà fisiche sono state verificate anche con simulazioni al supercomputer.

Kwan Chak-shing, che ha completato la sintesi delle macromolecole, disse, "La sintesi delle macchine macromolecolari è complicata, mentre i composti intermedi richiedono la formazione di legami meccanici seguita da un'attenta purificazione e caratterizzazione. Non vedo l'ora di vedere più lavoro di ricerca creativo svolto in HKBU."

Le macchine molecolari sono assemblate con controparti molecolari che rispondono a stimoli specifici (input) e producono movimenti meccanici (output). I dendrimeri di Rotaxane sono molecole interconnesse molecolari che combinano macromolecole iperramificate con macchine molecolari. Tra i vari tipi di rotaxane dendrimer, il tipo III-B possiede la struttura molecolare più complicata e mostra le più grandi proprietà di estensione-contrazione. La svolta nella sintesi e nel controllo della dimensione delle particelle dei dendrimeri rotassanici di generazione superiore potrebbe fornire agli scienziati informazioni per sviluppare macchine molecolari più sofisticate per materiali funzionali e nanotecnologia, come la somministrazione di farmaci o biomolecole.