Die Forscher verwendeten Nanopartikel aus Grapefruits, um gezielt Medikamente zur Behandlung von Krebs bei Mäusen zu liefern. Die Technik kann sich als eine sichere und kostengünstige Möglichkeit zur Durchführung von maßgeschneiderten Therapien erweisen.

Nanopartikel sind, sich als effizientes Werkzeug zur Medikamentenabgabe. Mikroskopische Beutel aus synthetischen Lipiden können als Träger oder Vektor dienen, Arzneimittelmoleküle im Körper zu schützen und sie an spezifische Zellen. Allerdings stellen diese synthetischen Nanovektoren Hindernisse einschließlich der möglichen Toxizität, Umweltrisiken und die Kosten für die Herstellung im großen Maßstab. Vor kurzem haben Wissenschaftler herausgefunden, dass Säugetier-Exosomen-tiny Lipidkapseln aus freigesetzten Zellen-können als natürliche Nanopartikel dienen. t Herstellung therapeutischer Nanovektoren aus Säugerzellen stellt verschiedene Produktions- und Sicherheits Herausforderungen.

Ein Forscherteam um Dr. Huang-Ge Zhang von der University of Louisville stellte die Hypothese auf, dass Exosomen-artige Nanopartikel aus kostengünstigen essbaren Pflanzen verwendet werden könnten, um Nanovektoren herzustellen, um diese Herausforderungen zu umgehen. Die Wissenschaftler wollten Nanopartikel aus dem Saft von Grapefruits, Trauben und Tomaten isolieren. Ihre Arbeit wurde zum Teil vom National Cancer Institute (NCI) und vom National Center for Complementary and Alternative Medicine (NCCAM) der NIH finanziert.

Die Forscher fanden heraus, dass Grapefruitsaft die meisten Lipid-Nanopartikel ergab. Sie bereiteten dann Grapefruit-abgeleitete Nanovektoren (GNVs) vor und testeten sie in verschiedenen Zelltypen. GNVs wurden von einer Vielzahl von Zellen bei Körpertemperatur aufgenommen. Diese Nanovektoren hatten keine signifikante Wirkung auf das Zellwachstum oder die Todesrate. Sie erwiesen sich als stabiler als ein synthetischer Nanovektor und wurden auch von Zellen leichter aufgenommen.

Die Wissenschaftler testeten als nächstes die GNVs in Mäusen. Drei Tage nachdem fluoreszenzmarkierte GNVs in eine Schwanzvene oder Körperhöhle injiziert worden waren, traten sie hauptsächlich in der Leber, Lunge, Niere und Milz auf. Nach intramuskulären Injektionen wurden GNVs vorwiegend im Muskel gefunden. Nach intranasaler Verabreichung wurden die meisten in der Lunge und im Gehirn gesehen.

Obwohl GNVs 7 Tage nach der Schwanzveneninjektion nachgewiesen werden konnten, gab es keine Anzeichen für eine Entzündung oder andere Nebenwirkungen bei den Mäusen aus irgendeiner der Behandlungen. Darüber hinaus schienen keine GNVs die Plazenta zu passieren, was darauf hindeutet, dass sie während der Schwangerschaft sicher sein könnten.

GNVs erwiesen sich als fähig, eine breite Palette von therapeutischen Wirkstoffen an Zielzellen in Kultur zu liefern, einschließlich Chemotherapeutika, kurz interferierender RNA (siRNA), eines DNA-Expressionsvektors und von Antikörpern. Als nächstes testeten die Forscher GNVs in Mausmodellen von Krebs. GNVs, die einen Tumorinhibitor trugen, reduzierten das Tumorwachstum und verlängerten das Überleben, wenn sie intranasal Mäusen mit Hirntumoren verabreicht wurden. Wenn sie in Mausmodelle von Darmkrebs injiziert werden, sammeln sich GNVs mit Targeting-Molekülen im Tumorgewebe an, um Therapien bereitzustellen und das Tumorwachstum zu verlangsamen.

Diese Nanopartikel, die wir Grapefruit-Nanovektoren genannt haben, stammen aus einer essbaren Pflanze, und wir glauben, dass sie weniger toxisch für Patienten sind, weniger biologisch gefährliche Abfälle für die Umwelt verursachen und im großen Maßstab viel billiger herzustellen sind als Nanopartikel aus synthetischen Materialien “, sagt Zhang.