Onderzoekers gebruikten nanodeeltjes die zijn afgeleid van grapefruits om gerichte medicijnen te leveren voor de behandeling van kanker bij muizen. De techniek kan een veilige en goedkope manier blijken te zijn om op maat gemaakte therapieën te maken.

Nanodeeltjes zijn in opkomst als een efficiënt instrument voor drug delivery. Microscopische zakjes gemaakt van synthetische lipiden kunnen dienen als drager of vector, voor geneesmiddelmoleculen te beschermen in het lichaam en te leveren aan specifieke cellen. Echter, deze synthetische nanovectors vormen obstakels als mogelijke toxiciteit, milieurisico's en de kosten van grootschalige productie. Onlangs hebben wetenschappers vastgesteld dat zoogdieren exosomes-tiny lipide capsules vrijgelaten uit de cellen-kan als natuurlijke nanodeeltjes dienen. t maken van therapeutische nanovectors van zoogdiercellen poses verschillende productie en de veiligheid uitdagingen.

Een onderzoeksteam onder leiding van Dr. Huang-Ge Zhang aan de Universiteit van Louisville stelde dat exosome-achtige nanodeeltjes uit goedkope, eetbare planten kunnen worden gebruikt om nanovectoren te maken om deze uitdagingen te omzeilen. De wetenschappers wilden nanodeeltjes isoleren uit het sap van grapefruits, druiven en tomaten. Hun werk werd gedeeltelijk gefinancierd door NIH's National Cancer Institute (NCI) en National Center for Complementary and Alternative Medicine (NCCAM).

De onderzoekers ontdekten dat grapefruitsap de meeste lipide-nanodeeltjes opleverde. Vervolgens bereidden ze grapefruit-afgeleide nanovectoren (GNV's) en testten ze in verschillende celtypen. GNV's werden door een verscheidenheid aan cellen bij lichaamstemperatuur opgenomen. Deze nanovectoren hadden geen significant effect op celgroei of sterftecijfers. Ze bleken stabieler te zijn dan een synthetische nanovector en werden ook gemakkelijker door cellen opgenomen.

De wetenschappers testten vervolgens de GNV's in muizen. Drie dagen nadat fluorescent gelabelde GNV's werden geïnjecteerd in een staartader of lichaamsholte, kwamen ze voornamelijk voor in de lever, longen, nieren en milt. Na intramusculaire injecties werden GNV's voornamelijk in spieren gevonden. Na intranasale toediening werden de meeste gezien in de longen en de hersenen.

Hoewel GNV's 7 dagen na de staartaderinjectie konden worden gedetecteerd, waren er geen tekenen van ontsteking of andere bijwerkingen bij de muizen van een van de behandelingen. Bovendien bleken er geen GNV's door de placenta te gaan, wat suggereert dat ze mogelijk veilig zijn tijdens de zwangerschap.

GNV's bleken in staat om een ​​breed scala aan therapeutische middelen aan gerichte cellen in kweek af te leveren, waaronder chemotherapiemedicijnen, kort interfererend RNA (siRNA), een DNA-expressievector en antilichamen. De onderzoekers testten vervolgens GNV's in muismodellen van kanker. GNV's met een tumorremmer verminderden de tumorgroei en verlengde overleving wanneer ze intranasaal aan muizen met hersentumoren werden gegeven. Wanneer geïnjecteerd in muismodellen van dikke darmkanker, worden GNV's met richtmoleculen verzameld in tumorweefsel om therapieën af te geven en langzame tumorgroei.

Deze nanodeeltjes, die we grapefruit-afgeleide nanovectoren hebben genoemd, zijn afgeleid van een eetbare plant en we geloven dat ze minder toxisch zijn voor patiënten, resulteren in minder biologisch gevaarlijk afval voor het milieu en veel goedkoper zijn om op grote schaal te produceren dan nanodeeltjes gemaakt van synthetische materialen, "zegt Zhang.