{{{sourceTextContent.title}}}

Errichten eines besseren Liposoms

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Unter Verwendung des Computermodellierens haben Forscher an der Carnegie Mellon-Universität, die Kolorado-Schule der Gruben und die Universität von Kalifornien, Davis mit einem Entwurf für ein besseres Liposom aufgekommen.

{{{sourceTextContent.description}}}

Ihre Entdeckungen, wenn theoretisch, konnten die Basis für neue Träger für nanodrug Anlieferung leistungsfähig bauen bieten.

Liposome sind kleine Behälter mit den Oberteilen, die von den Lipiden, das gleiche Material gebildet werden, das die Zellenmembrane bildet. In den letzten Jahren sind Liposome für gerichtete Drogeanlieferung benutzt worden. In diesem Prozess wird die Membrane eines Droge-enthaltenen Liposoms ausgeführt, um Proteine zu enthalten, die auf ergänzende Proteine auf der Membrane einer kranken oder dysfunktionellen Zelle erkennen und einwirken. Nachdem die Droge-enthaltenen Liposome ausgeübt sind, reisen sie durch den Körper und ideal schließen an gerichtete Zellen an, in denen sie die Droge freigeben.

Diese verpackentechnik ist mit in hohem Grade giftigen nanodrugs, wie Chemotherapiedrogen häufig benutzt, um zu verhindern dass die freie Droge non-cancerous Zellen schädigt. Jedoch haben Studien dieses Modells der Anlieferung gezeigt, dass in vielen Fällen weniger als 10 Prozent der Drogen, die durch Liposome transportiert werden, oben in den Tumorzellen beenden. Häufig öffnen sich die Liposombrüche, bevor er eine Tumorzelle erreicht und die Droge in die Organe des Körpers, einschließlich die Leber und die Milz aufgesogen wird, mit dem Ergebnis der giftigen Nebenwirkungen.

„Sogar mit gegenwärtigen Formen der gerichteten Drogeanlieferung, Behandlungen wie Chemotherapie seien Sie noch sehr grob. Wir wollten sehen, wie wir gerichtete Drogeanlieferung besser bilden könnten,“ sagten Markus Deserno, Professor von Physik am Carnegie Mellon und von Mitglied der Mitte der Universität für Membranen-Biologie und Biophysik.

In einem Papier veröffentlichte in Nano ACS, schlagen Deserno und Kollegen vor, dass gerichtete Drogeanlieferung durch die Herstellung der beständigeren Liposome verbessert werden kann. Unter Verwendung drei verschiedener Arten Computer modellierend, haben sie gezeigt, dass Liposome stärker gebildet werden können, indem man einen nanoparticle Kern enthält, der von einem Material wie Gold oder Eisen gebildet wird und diesen Kern an die Membrane des Liposoms unter Verwendung der Plastikleinen anschließt. Der Kern und die Leinen treten als a Nabe-und-sprechen-wie Gestell- und Entsetzensaugersystem auf, die dem Liposom helfen, um die Drücke und die Belastungen zu verwittern, die, es antrifft, während es durch den Körper zu seinem Ziel reist.

Francesca Stanzione und Summe Amadeu-K. der Kolorado-Schule der Gruben leiteten eine feinkörnige Simulation, die betrachtete, wie das Polymer-Plastik Anker die Membrane des Liposoms auf einem atomistischen Niveau begrenzt. Roland Faller von Uc Davis tat Meso-einstufen Simulation, die schaute, wie einige Leinen an zu einem kleinen Flecken der Membrane hielten. Jede dieser Simulationen erlaubte Forschern, kleinere Bestandteile des Liposoms, des nanoparticle Kernes und der Leinen, aber nicht der gesamten Struktur zu betrachten.

Um die gesamte Struktur zu sehen, Carnegie Mellons entwickelten Deserno und Mingyang HU ein grobkörniges Modell das Gruppierungen der Bestandteile eher als einzelne Atome vertritt. Z.B. konnte ein Lipid in der Zellenmembrane 100 Atome haben. In einer Feinsimulation würde jedes Atom dargestellt. Desernos in der Grobkornsimulation konnten jene Atome durch nur drei Stücke anstelle von 100 dargestellt werden.

„Sein unausführbares, das komplette Konstruieren zu betrachten auf einem atomistischen Niveau. Es gibt zu viele zu betrachten Atome, und der Zeitraum ist zu lang. Sogar mit der h5ochstentwickelten Supercomputer, würden wir nicht die Energie haben, eine Atomniveau Simulation laufen zu lassen,“ Deserno sagte. „Aber die Physik, die ausmacht, ist nicht am Ort Besondere. Sie ist eher wie weiche Angelegenheitsphysik, die an einer viel gröberen Entschließung beschrieben werden kann.“

Desernos Simulation erlaubte den Forschern, zu sehen, wie das gesamte verstärkte Liposomkonstruieren reagierte, um zu betonen und zu belasten. Sie schlugen dass, wenn ein Liposom die recht-sortierte Nabe und die Leinen gegeben wurde vor, seine Membrane würden sein viel elastischer und verbogen, um Auswirkung und Druck aufzusaugen.

Zusätzlich waren sie in der Lage, zu simulieren, wie zum Besten das Liposom-, Naben- und Leinesystem zusammenbauen Sie. Sie fanden dass, werden angebracht und gelegt wenn die Nabe und die Leine in eine Lösung der Lipide und in lösende Bedingungen, werden passend gewählt, ein richtig sortiertes Liposom würden Selbst--zusammenbauen um die Nabe und die Leinen.

Die Forscher hoffen, dass Chemiker und Drogeentwickler ein Tag in der Lage sind, ihre Simulationen zu verwenden, um festzustellen, welche Größenkern- und -plastikleinen sie benötigen würden, um ein Liposom effektiv zu sichern, das entworfen war, um eine spezifische Droge oder anderes nanoparticle zu liefern. Unter Verwendung solcher Simulationen konnte die Entwurfsparameter unten verengen, den Entwicklungsprozess beschleunigen und Kosten verringern.