Det lag af slim, der beskytter følsomme væv i hele kroppen har en uønsket bivirkning: De kan også holde nyttige medicin væk.
For at overvinde denne hurdle, har efterforskere på Johns Hopkins University fundet en måde til pels nanopartikler med et biokompatibelt, vandopløselig polymer, der hjælper dem slippe igennem dette klæbrige barriere. Endnu bedre, eksperimenter med disse belagt afslørede nanopartikler, der slim lag har meget større porer end hidtil antaget, hvilket giver en døråbning, der skal give større og længere virkende doser af medicin til at nå den beskyttede væv.
Disse opdagelser er vigtige, fordi slim lag, som fanger og medvirke til at fjerne patogener og andre udenlandske materialer, kan blokere lokaliserede levering af narkotika til mange dele af kroppen, herunder lunger, øjne, mave-tarmkanalen, og det kvindelige reproduktionssystem. På grund af disse barrierer, ofte læger skal ordinere piller eller injektioner, der sender medicin gennem hele kroppen, en tilgang, der kan føre til uønskede bivirkninger eller doser, der er for svage til at yde en effektiv behandling. Forskerne, der ledes af Justin Hanes, Ph.D., offentliggjort deres resultater i Proceedings of National Academy of Sciences USA.
"Slim barrierer udviklet sig til at tjene et nyttigt formål: at holde tingene ud," siger Hanes. "Men hvis du ønsker at levere medicin i en mikroskopisk partikel, kan de også holde narkotika fra at komme igennem. Vi har fundet en måde at holde hjælpsomme nanopartikler klistrer til slim, og vi lærte, at åbningerne i slim 'maske' er meget større end de fleste havde forventet. Disse resultater sat scenen for en ny generation af nanomedicin, der kan leveres direkte til de ramte områder. "
For at få sin partikler forbi slim, Hanes 'team studeret en usandsynlig model: virus. Tidligere forskning har fastslået, at nogle vira er i stand til at gøre deres vej gennem den menneskelige slim barriere. Hanes og hans kolleger besluttede at kigge efter en kemisk belægning, der kan efterligne karakteristika af en virus. Forskerne fandt, at virus kan trænge ind i slim lag blev tiltrukket af vandet og havde en netto neutral elektrisk ladning. Som et resultat af denne opdagelse, mente forskerne, at en nanopartikel belagt med et kemisk stof, der havde disse egenskaber måske ikke sidde fast i slim barriere.
For at gøre deres nanopartikler opfører sig som virus, forskerne belagt dem med poly (ethylen glycol), eller PEG, en ikke-giftigt materiale almindeligvis anvendes i lægemidler. PEG opløses i vand og udskilles uskadelig via nyrerne.
Forskerne fandt også, at størrelsen af deres nanopartikler. Tidligere undersøgelser viste, at selv om nanopartikler ikke holde sig til den slim, kan de nødt til at være mindre end 55 nanometer bredt til at passere gennem små åbninger i den menneskelige slim mesh. Brug af høj opløsning video mikroskopi og computersoftware, forskerne opdagede, at deres PEG-coated, 200-nanometer partikler kunne slippe igennem en barriere af menneskelig slim.