Wissenschaftler haben einen neuen Weg entwickelt, Proteine für therapeutische Zwecke in Zellen einzuschleusen.
Hierzu verwenden sie eine akustisch empfindliche Hülle aus flüssigen Perfluorkohlenstoffen, in die die Proteine eingekapselt werden. Mithilfe von Ultraschall können diese Partikel akustisch verfolgt, gesteuert und aktiviert werden. Auch die zytosolische Verabreichung von Antikörpern ist auf diese Weise möglich.
Antikörper spielen als neue Therapeutika bei der Behandlung von Krebs, Infektionskrankheiten aber auch rheumatoider Arthritis eine Rolle. Allerdings können Proteine bislang nicht effizient in Zellen eingebracht werden. Dies, so die Wissenschaftler, habe bisher das Haupthindernis für die Ausschöpfung ihres vollen Potenzials in der Präzisionsmedizin gespielt.
Mit der Hülle könnte sich dies nun ändern. Diese besitzt Ähnlichkeit mit flüssigem Teflon und öffnet sich für einige Mikrosekunden, wenn sie dem Ultraschall ausgesetzt wird, so die Forscher. Die vorübergehende Öffnung wird genutzt, um den Antikörper einzuschleusen. Es sei jedoch nicht einfach gewesen, das Protein in den Nanopartikelträger zu bekommen. Die Herausforderung bei der neuen Methode habe darin bestanden, dass das Protein keine Wechselwirkung mit dem Inneren des Partikels eingehen wollte. Eine Doktorandin entwickelte jedoch einen kreativen Ansatz – eine Fluoreszenzmaske. Die chemischen Masken haben ein Gegengewicht von Polarität und Fluorgehalt, das es dem Protein ermöglicht, mit der Hülle zu interagieren und gleichzeitig den gefalteten Zustand und die Bioaktivität aufrechtzuerhalten.
Um die Methode therapeutisch anwenden zu können, ist es wichtig, dass sie mit Ultraschalltechniken durchgeführt werden kann, die bereits in Krankenhäusern verwendet werden. Die Forscher hoffen, dass somit eine schnelle Umsetzung der Technologie für eine präzise Gesundheitsversorgung ermöglicht wird. In der zukünftigen Arbeit wird das Team die Verwendung seines ultraschallprogrammierbaren Materials als Plattform für die bildgesteuerte Abgabe von therapeutischen Proteinen und Werkzeugen zur Genbearbeitung untersuchen.
Quelle: Walt Mills, Penn State News
Bild: MaticL, Pixabay