De nieuwe aanpak maakt gebruik van peptiden om de formuleringen van antitumormedicijnen te verbeteren

De nieuwe aanpak maakt gebruik van peptiden om de formuleringen van antitumormedicijnen te verbeteren

Een team van wetenschappers heeft een baanbrekende aanpak ontwikkeld waarbij speciaal ontworpen peptiden worden gebruikt om medicijnformuleringen te verbeteren. Deze innovatieve methode verbetert de antitumoreffectiviteit aanzienlijk, zoals blijkt uit leukemiemodellen. De studie gepubliceerd in het tijdschriftChemwerd geleid door onderzoekers van het CUNY Graduate Center Advanced Science Research Center (CUNY ASRC) en het Memorial Sloan Kettering Cancer Center.

Systemen voor medicijnafgifte worden vaak geconfronteerd met twee cruciale uitdagingen: slechte oplosbaarheid en inefficiënte afgifte in het lichaam. Veel medicijnen lossen niet goed op, waardoor het voor hen moeilijk wordt om de beoogde doelen te bereiken. Bovendien verspillen de huidige toedieningssystemen een aanzienlijk deel van het medicijn, terwijl slechts 5 tot 10% van het medicijn met succes wordt geladen, wat resulteert in minder effectieve behandelingen.

Peptide-helpers

Het onderzoeksteam heeft een nieuwe oplossing ontwikkeld door peptiden-cabines van aminozuren aan specifieke medicijnen te binden en therapeutische nanodeeltjes te creëren. Deze nanodeeltjes bestaan ​​voornamelijk uit het medicijn met een dunne peptidecoating die de oplosbaarheid verbetert, de stabiliteit in het lichaam verbetert en de afgifte aan doelgebieden optimaliseert. Opmerkelijk genoeg bereikt deze aanpak een blootstelling aan geneesmiddelen tot 98%, een dramatische verbetering ten opzichte van traditionele methoden.

Door een combinatie van computermodellen en laboratoriumtests te gebruiken, zijn nieuwe medicijn-/peptidenanodeeltjes geïdentificeerd. Vervolgens lieten ze opmerkelijke resultaten zien in leukemiemodellen. De nanodeeltjes waren effectiever in het verkleinen van tumoren vergeleken met de medicijnen alleen. Bovendien maakt hun hoge efficiëntie lagere medicijndoses mogelijk, waardoor de bijwerkingen mogelijk worden verminderd.

Peptiden, moleculen gemaakt van dezelfde bouwstenen als de eiwitten in ons lichaam, zijn extreem veelzijdig. We dachten dat ze nuttig zouden kunnen zijn om twee grote problemen bij veel medicijnen op te lossen: slechte oplosbaarheid en inefficiënte toediening. Door een peptide te ontwerpen dat het medicijn bindt en tegelijkertijd de oplosbaarheid ervan verbetert, konden we nanodeeltjes met een zeer hoge lading creëren. “

Rein Ulijn, co-hoofdonderzoeker, directeur van het Nanoscience Initiative bij Cuny ASRC en hoogleraar scheikunde aan Hunter College

Aanpasbare technologie

Deze innovatie heeft een aanzienlijk potentieel omdat peptiden kunnen worden aangepast om de effectiviteit van verschillende medicijnen te verbeteren. Gezien de verscheidenheid aan mogelijke interacties bij het ontwerpen van peptiden, kan het mogelijk zijn om peptiden op maat te maken voor specifieke geneesmiddelen en hun toepasbaarheid uit te breiden tot buiten kankerbehandelingen.

“Deze doorbraak maakt de ontwikkeling van betere precisiemedicijnen mogelijk”, zegt co-hoofdonderzoeker Daniel Heller, hoofd van het kankernanogeneeskundelaboratorium bijHet Moleculaire Farmacologieprogramma van het Memorial Sloan Kettering Cancer Center. “Met behulp van speciaal ontworpen peptiden kunnen we nanomedicijnen bouwen die bestaande medicijnen effectiever en minder giftig maken, en zelfs de ontwikkeling mogelijk maken van medicijnen die zonder deze nanodeeltjes misschien niet werken.”

Naxhije “Gia” Berisha, een voormalige Ph.D. Student, die een groot deel van het experimentele werk uitvoerde, benadrukte het potentieel van de peptidebenadering: "We gebruikten experimentele tests om veelbelovende peptiden te identificeren en computationele modellen om hun interacties met therapeutische moleculen te analyseren", zei ze. “Het is ongelooflijk om te zien hoe eenvoudige variaties in de peptidesequentie kunnen corresponderen met specifieke medicijnen.

Kijk vooruit

Het onderzoeksteam past nu laboratoriumautomatiseringsmethoden toe om het matchingproces tussen peptiden en geneesmiddelen verder te verfijnen en te versnellen. Hun volgende stappen omvatten het testen van het potentieel van de aanpak bij een breder scala aan ziekten. Indien succesvol kan deze innovatie leiden tot effectievere behandelingen, minder bijwerkingen en aanzienlijke kostenbesparingen bij de ontwikkeling van geneesmiddelen.

Bronnen: