Guldnanopartiklar lovar säkra cancerläkemedel, bättre vacciner
Guldnanopartiklar kan vara ett säkert verktyg för att förbättra effektiviteten hos vacciner och andra läkemedel som behöver rikta sig mot immunsystemets B-celler, enligt ny forskning.
Antalet medicinska användningsområden för nanopartiklar har ökat stadigt under de senaste 20 åren. Läkare och forskare är dock fortfarande oroade över deras säkerhet och hur de kan påverka immunsystemet.
Människokroppen tolererar guld väl, och metallen är lätt att manipulera. I form av nanopartiklar erbjuder guld potentialen att rikta celler på specifika sätt. Läkemedelsleverans inom precisionsmedicin kan vara ett lovande område.
Tidigare studier har redan fastställt att guldnanopartiklar kan fungera med större immunceller, såsom makrofager, på säkra, biokompatibla sätt.
Nu har forskare för första gången undersökt hur guldnanopartiklar interagerar med B-lymfocyter, eller vita blodkroppar, som är mindre och mindre lätta att hantera.
Den nya studien är forskarnas arbete från Schweiz och Storbritannien, och den presenteras nyligen ACS Nano papper.
B-celler är till stor del ansvariga för produktionen av antikroppar i immunsystemet.
"Nanopartiklar", säger medförfattare i studien, Carole Bourquin, professor i fakulteterna medicin och vetenskap vid universitetet i Genève i Schweiz, "kan bilda ett skyddande medel för vacciner - eller andra läkemedel - för att specifikt leverera dem där de vara mest effektiva medan du sparar andra celler. ”
Effekt av guldnanopartiklar på B-celler
Bourquin och hennes kollegor undersökte interaktioner mellan olika former av guldnanopartiklar och "nyligen isolerade humana B-lymfocyter."
De körde experiment där de exponerade B-cellerna för belagda och obelagda stavformade och sfäriska nanopartiklar av guld.
Genom att observera aktiveringsmarkörer på B-cellytorna kunde teamet se i vilken utsträckning de olika typerna av nanopartiklar aktiverade eller hämmade immunsvar.
Ingen av de guldtyper av nanopartiklar som teamet testade gav negativa biverkningar. Nanopartiklarna skilde sig emellertid åt när det gäller deras förmåga att producera ett immunsvar.
Forskarna fann att typen av yta på guldnanopartiklarna och deras form hade en signifikant effekt på deras interaktioner med B-celler.
Obelagda sfäriska nanopartiklar av guld visade sig vara olämpliga eftersom de visade en tendens att bilda klumpar.
De bäst presterande var de polymerbelagda, sfäriska guldnanopartiklarna. Dessa var stabila och störde inte funktionen hos B-cellerna.
Stavformade guldnanopartiklar var å andra sidan inte användbara eftersom de minskade immunsvaret snarare än att aktivera det. Forskarna föreslår att detta kan bero på att de var tyngre och troligen störde processer i cellmembranen.
Potential av guld ”nanodrugs”
För att vara effektivt måste vaccindroger nå B-celler innan kroppen förstör dem. Att använda guldnanopartiklar för att leverera dem kan vara ett effektivt sätt att bevara drogerna under deras farliga resa till sina mål.
B-celler kan vara mål inte bara för vacciner utan också för läkemedel som behandlar andra sjukdomar, såsom cancer och autoimmuna tillstånd.
Forskarna ser guldnanopartiklarna som de har utvecklat som ett potentiellt medel för att leverera läkemedel direkt till B-celler.
En sådan leveranshjälpmedel kan minska dosen av läkemedel och deras associerade biverkningar.
Guldnanopartiklar är potentiellt idealiska leveransmedel för hjärncancerdroger eftersom de är tillräckligt små för att passera genom blod-hjärnbarriären. Undersökningar av hur man använder nanopartiklar för att behandla hjärntumörer pågår redan.
En annan potentiellt användbar egenskap hos guldnanopartiklar är att de kan absorbera ljus och sedan släppa energin som värme.
Denna funktion kan göra nanopartiklarna till ett idealiskt verktyg för precisionsterapi vid cancer. Läkare kan rikta guldnanopartiklar för att komma in i tumörer och sedan skina ett ljus på dem så att de selektivt förstör cancercellerna med värme.
Ett viktigt inslag i studien är att teamet utvecklade ett systematiskt tillvägagångssätt för att undersöka säkerheten och kompatibiliteten hos nanopartiklar med B-celler. Ingen studie före detta hade använt denna metod.
"Detta kan vara särskilt användbart för framtida forskning, eftersom användningen av nanopartiklar inom medicin fortfarande kräver tydliga riktlinjer."
Prof. Carole Bourquin
