(Phys.org) —Un team di ricerca guidato dal Brigham and Women's Hospital (BWH) ha sviluppato e testato una nuova piattaforma di nanoparticelle che fornisce in modo efficiente proteine clinicamente importanti in vivo nei test iniziali di prova. Nanoparticelle, che sono particelle di dimensioni nanometriche, mantenere la promessa per una vasta gamma di applicazioni, comprese le terapie umane. Il vantaggio chiave della nuova piattaforma, nota come nanoparticella termospugna, è che elimina la necessità di solventi aggressivi, che possono danneggiare le stesse molecole che le particelle sono progettate per trasportare.
Lo studio è pubblicato online il 21 ottobre in Nano lettere .
"Una sfida centrale nell'applicazione della tecnologia delle nanoparticelle alle terapie proteiche è preservare l'attività biologica delle proteine, che può essere inattivato dai solventi organici utilizzati nell'ingegneria delle nanoparticelle, " disse Omid Farokhzad, dottore, Direttore del Laboratorio BWH di Nanomedicina e Biomateriali. "La nostra ricerca dimostra che la piattaforma in termospugna, che consente il caricamento senza solventi di proteine, è un approccio promettente per il rilascio di una varietà di proteine, comprese proteine altamente labili come IL-10."
Le terapie a base di proteine costituiscono un'importante classe di farmaci per il trattamento di una serie di malattie umane. Però, sfide significative nel loro sviluppo hanno generalmente portato a percorsi di sviluppo molto lenti. Per superare queste sfide, Farokhzad ei suoi colleghi hanno cercato di creare metodi di nanoparticelle migliorati per fornire terapie proteiche.
Le nuove nanoparticelle termospugna (TNP) che hanno sviluppato sono composte da polimeri biocompatibili e biodegradabili. Questi polimeri includono una centrale, nucleo sferico, fatto del polimero poli (D, L-lattide), e una "termospugna" esterna, " fatto di un polimero polaxomero. Il nucleo può essere caricato positivamente o negativamente, per consentire la consegna di proteine caricate negativamente o positivamente, rispettivamente. È importante sottolineare che il guscio in termospugna può espandersi o contrarsi al variare della temperatura, che consente il caricamento senza solventi delle proteine sul TNP.
I ricercatori hanno selezionato una gamma di proteine diverse da caricare sui TNP, tra cui interleuchina-10 (IL-10) ed eritropoietina a carica positiva, e insulina caricata negativamente e ormone della crescita umano. Le proteine hanno mostrato modelli simili di rilascio prolungato per quattro giorni dopo il caricamento, indicando che i TNP sono in grado di fornire efficacemente una varietà di proteine.
Ulteriori test hanno mostrato che le proteine caricate sui TNP hanno mantenuto la loro bioattività sia durante il caricamento che durante il rilascio dai TNP.
È importante sottolineare che negli studi di modelli preclinici, il caricamento di IL-10 o insulina sui TNP ha comportato un aumento drammatico dell'esposizione sistemica alle proteine, spazio ridotto, e aumento dell'emivita circolante delle proteine rispetto alla proteina nativa senza TNP.
"I TNP sono stati progettati e nanoingegnerizzati pensando alla bioattività delle proteine, dove abbiamo ottimizzato una nanotecnologia priva di solventi in grado di intrappolare proteine di varie dimensioni e cariche in base alle differenze di temperatura nel guscio delle nanoparticelle. Questa metodologia è suscettibile per la consegna di una gamma di proteine terapeutiche e può potenzialmente portare alla facile traduzione clinica di nanoparticelle per la consegna di farmaci biologici, " ha detto Won IL Choi, dottorato di ricerca, un borsista post-dottorato presso il BWH Laboratory of Nanomedicine and Biomaterials.
