Det nya tillvägagångssättet använder peptider för att förbättra antitumörläkemedelsformuleringar

Det nya tillvägagångssättet använder peptider för att förbättra antitumörläkemedelsformuleringar

Ett team av forskare har utvecklat ett banbrytande tillvägagångssätt som använder specialdesignade peptider för att förbättra läkemedelsformuleringar. Denna innovativa metod förbättrar avsevärt antitumöreffektiviteten, vilket visas i leukemimodeller. Studien publicerad i tidskriftenChemleddes av forskare från CUNY Graduate Center Advanced Science Research Center (CUNY ASRC) och Memorial Sloan Kettering Cancer Center.

System för läkemedelstillförsel står ofta inför två kritiska utmaningar: dålig löslighet och ineffektiv tillförsel i kroppen. Många mediciner löser sig inte bra, vilket gör det svårt för dem att nå sina avsedda mål. Dessutom slösar nuvarande tillförselsystem en betydande del av läkemedlet medan endast 5 till 10 % av läkemedlet laddas framgångsrikt, vilket resulterar i mindre effektiva behandlingar.

Peptidhjälpare

Forskargruppen har utvecklat en ny lösning genom att binda peptid-kabiner av aminosyror till specifika läkemedel och skapa terapeutiska nanopartiklar. Dessa nanopartiklar består främst av läkemedlet med en tunn peptidbeläggning som förbättrar lösligheten, förbättrar stabiliteten i kroppen och optimerar leveransen till målområdena. Anmärkningsvärt nog uppnår detta tillvägagångssätt läkemedelsexponering på upp till 98 %, en dramatisk förbättring jämfört med traditionella metoder.

Genom att använda en kombination av datormodellering och laboratorietester har nya läkemedel/peptid-nanopartiklar identifierats. De visade sedan anmärkningsvärda resultat i leukemimodeller. Nanopartiklarna var mer effektiva för att krympa tumörer jämfört med bara läkemedlen. Dessutom möjliggör deras höga effektivitet lägre läkemedelsdoser, vilket potentiellt minskar biverkningar.

Peptider, som är molekyler gjorda av samma byggstenar som proteinerna i våra kroppar, är extremt mångsidiga. Vi trodde att de kunde vara användbara för att lösa två stora problem i många läkemedel: dålig löslighet och ineffektiv leverans. Genom att designa en peptid som binder läkemedlet samtidigt som det förbättrar dess löslighet, kunde vi skapa nanopartiklar med mycket hög belastning. "

Rein Ulijn, chefsutredare, chef för Nanoscience Initiative vid Cuny ASRC och professor i kemi vid Hunter College

Anpassningsbar teknik

Denna innovation har betydande potential eftersom peptider kan skräddarsys för att förbättra effektiviteten hos olika läkemedel. Med tanke på mångfalden av möjliga interaktioner i peptiddesign, kan det vara möjligt att skräddarsy peptider för specifika läkemedel och utöka deras tillämpbarhet bortom cancerbehandlingar.

"Detta genombrott möjliggör utvecklingen av bättre precisionsläkemedel", säger chefsutredaren Daniel Heller, chef för cancernanomedicinska laboratoriet vidMemorial Sloan Kettering Cancer Centers program för molekylär farmakologi. "Med hjälp av specialdesignade peptider kan vi bygga nanomediciner som gör befintliga läkemedel effektivare och mindre giftiga, och till och med möjliggöra utvecklingen av läkemedel som kanske inte fungerar utan dessa nanopartiklar."

Naxhije "Gia" Berisha, en före detta Ph.D. Student, som utförde mycket av det experimentella arbetet, lyfte fram potentialen i peptidmetoden: "Vi använde experimentell testning för att identifiera lovande peptider och beräkningsmodeller för att analysera deras interaktioner med terapeutiska molekyler," sa hon. "Det är otroligt att se hur enkla variationer i peptidsekvens kan motsvara specifika läkemedel.

Se fram emot

Forskargruppen antar nu laboratorieautomationsmetoder för att ytterligare förfina och påskynda matchningsprocessen av peptid-läkemedel. Deras nästa steg inkluderar att testa metodens potential i ett bredare spektrum av sjukdomar. Om den lyckas kan denna innovation leda till effektivare behandlingar, minskade biverkningar och betydande kostnadsbesparingar i läkemedelsutveckling.

Källor: