Des chercheurs de l'Oregon State University et de l'Oregon Health &Science University ont créé de nouveaux nanomatériaux capables de traverser les membranes cellulaires, établir une nouvelle plate-forme pour l'administration intracellulaire de médicaments moléculaires et d'autres cargaisons.

Les chercheurs ont exploré comment régler la taille, forme et morphologie des matériaux appelés nanomatériaux peptidiques auto-assemblants à pénétration cellulaire, ou CSPN.

Ils ont utilisé la ligature séquentielle de blocs de construction peptidiques pour créer des CSPN qui formaient des formes distinctes ressemblant à un foret, et ces "nanodrills" ont montré une forte capacité à encapsuler des molécules invitées pour la thérapie ou l'imagerie.

Les résultats ont été publiés dans le Journal de la libération contrôlée , et une demande de brevet provisoire a été déposée auprès de l'Office américain des brevets et des marques.

« Les CSPN représentent une nouvelle plate-forme modulaire d'administration de médicaments qui peut être programmée dans des structures exquises grâce à un réglage précis des acides aminés en fonction de la séquence, " a déclaré l'auteur correspondant Gaurav Sahay, professeur adjoint de sciences pharmaceutiques au Collège de pharmacie OSU/OHSU. "Le réglage fin des acides aminés a conféré des propriétés polyvalentes telles que la flexibilité, auto-assemblage, charge médicamenteuse plus élevée, biodégradabilité et biocompatibilité pour une administration intracellulaire efficace de CSPN."

L'équipe et les collaborateurs du laboratoire Sahay, y compris des chercheurs de l'OHSU School of Medicine et de l'Université de Californie à San Diego, généré cinq CSPN différents, conjuguer les peptides Tat à un lieur (RADA)2 et ajouter différents nombres de résidus phénylalanine.

« Nous avons choisi (RADA)2 car il contient des acides aminés alternés qui repoussent l'eau et se mélangent à l'eau ; qui lui confèrent la propriété d'auto-assemblage, " a déclaré le premier auteur Ashwani Narayana, chercheur postdoctoral au Collège de pharmacie. « Nous avons démontré la transition de structure secondaire dans ces CSPN, qui à son tour a joué un rôle vital dans l'auto-assemblage et le potentiel d'administration de médicaments. L'efficacité in-vivo de ces nanoforets repoussera les frontières au-delà de l'administration intracellulaire. »

CSPN à deux, trois ou quatre résidus phénylalanine auto-assemblés dans des nanoforets présentant une torsion grossière, morphologie non torsadée ou torsadée fine, respectivement.

« Ces nanoforets avaient une grande capacité à encapsuler des molécules invitées hydrophobes, " a déclaré Narayana. " Les nanoforets à torsion grossière en particulier ont démontré une internalisation plus élevée et ont pu localiser la rapamycine dans le foie dans un modèle de souris. "

La rapamycine est un métabolite antifongique de la bactérie Streptomyces hygroscopicus et parmi ses nombreuses propriétés se trouve la capacité d'induire l'autophagie - le régulé, dégradation et recyclage ordonnés des composants cellulaires.

"Les défauts de l'autophagie entraînent une accumulation de matières toxiques dans diverses maladies allant des maladies infectieuses aux troubles neurodégénératifs, " Sahay a déclaré. "Ces CSPN modulaires pourraient être une nouvelle plate-forme pour la livraison de molécules à travers les barrières biologiques considérées comme impénétrables. Et des changements infimes peuvent diriger l'auto-assemblage dans une myriade de nanostructures définies, ce qui en fait des hôtes idéaux pour une gamme de molécules différentes."