Les pores de la coquille sont trop petits pour que l'enzyme puisse s'échapper, mais assez grands pour la diffusion des acides aminés qui alimentent les cellules cancéreuses à l'intérieur et à l'extérieur de la particule. Les enzymes restent piégées à l'intérieur où elles épuisent tous les acides aminés qui y pénètrent. Crédit :Inanc Ortac.
(Phys.org) —Nanoingénieurs à l'Université de Californie, San Diego a développé un nanoshell pour protéger les enzymes étrangères utilisées pour affamer les cellules cancéreuses dans le cadre de la chimiothérapie. Leur travail est présenté sur la couverture de juin 2014 de la revue Lettres nano .
Les enzymes sont des machines naturellement intelligentes qui sont responsables de nombreuses fonctions complexes et réactions chimiques en biologie. Cependant, malgré leur énorme potentiel, leur utilisation en médecine a été limitée par le système immunitaire, qui est conçu pour attaquer les intrus étrangers. Par exemple, les médecins comptent depuis longtemps sur une enzyme appelée asparaginase pour affamer les cellules cancéreuses lorsqu'un patient subit une chimiothérapie. Mais parce que l'asparaginase est dérivée d'un organisme non humain, E. Coli, il est rapidement neutralisé par le système immunitaire du patient et provoque parfois une réaction allergique. Dans les études animales avec l'asparaginase, et d'autres enzymes thérapeutiques, l'équipe de recherche a découvert que leur nanocoque creuse poreuse protégeait efficacement les enzymes du système immunitaire, leur laisser le temps de travailler.
L'asparaginase agit en réagissant avec les acides aminés qui sont un nutriment essentiel pour les cellules cancéreuses. La réaction épuise l'acide aminé, priver les cellules anormales des nutriments dont elles ont besoin pour proliférer.
"La nôtre est une pure solution d'ingénierie à un problème médical, " a déclaré Inanc Ortac (Ph.D. '13), qui a développé la technologie dans le cadre de sa recherche doctorale dans le laboratoire du professeur de nano-ingénierie Sadik Esener à l'UC San Diego Jacobs School of Engineering.
Le nanoshell agit comme un filtre dans la circulation sanguine. Les enzymes sont chargées très efficacement dans la nanoparticule à travers des pores à sa surface et plus tard encapsulées avec une enveloppe de silice nanoporeuse. Les pores de la coquille sont trop petits pour que l'enzyme puisse s'échapper, mais assez grands pour la diffusion des acides aminés qui alimentent les cellules cancéreuses à l'intérieur et à l'extérieur de la particule. Les enzymes restent piégées à l'intérieur où elles épuisent tous les acides aminés qui y pénètrent.
"Il s'agit d'une plate-forme technologique qui peut trouver des applications dans de nombreux domaines différents. Notre point de départ était de résoudre un problème pour la thérapeutique du cancer, " dit Ortac.
Ortac est actuellement directeur de la technologie de DevaCell, une start-up locale qui a autorisé la technologie et travaille à sa commercialisation sous le nom de Synthetic Hollow Enzyme Loaded nanoShells ou SHELS.
