Brasiliansk gul scorpion (tityus serrulatus)

n utvecklingen av nya droger, tar något från naturen och modifierar det har varit en framgångsrik taktik anställd av läkemedelskemister i åratal. Nu, med hjälp av nanoteknologi, vänder forskare en gång bortkastad läkemedelskandidater till användbara läkemedel.

En uppskattad 40% av kliniskt godkända läkemedel faller i kategorin där antingen den naturliga föreningen själv eller en modifierad version är det godkända läkemedlet. Dessa inkluderar statiner (som finns i bakteriella sekret) som används för att sänka kolesterol, kininer (finns i cinchona-träd) som anti-malarials och paclitaxel (finns i trädgårdar) som läkemedel mot cancer.

Många av dessa naturliga produkter är gifter som produceras av växter eller djur som en form av försvar. Och skorpiongift har vunnit intresse som en källa till nya läkemedel. Den innehåller en blandning av biologiska kemikalier som kallas peptider, av vilka några är kända för att utlösa celldöd genom att bilda porer i biologiska membran. Celldöd kan vara användbart om vi har möjlighet att rikta exempelvis tumörceller till auto förstörande.

Dessa toxiner kan ha mycket potenta effekter. Exempelvis isoleras en speciell liten peptid, känd som TsAP-1, isolerad från den brasilianska gula skorpionen (Tityus serrulatus), har båda anti-mikrobiella och anti-cancer egenskaper.

Men att utnyttja denna typ av makt för klinisk bra hittills varit utmanande eftersom dessa toxiner döda både tumörer och friska celler. En metod för att styra en sådan toxicitet är genom att använda nanoteknik för att bygga specialtillverkade läkemedelsleveransfordon. Om det lyckas, är det toxiska läkemedlet frigörs för att döda endast oönskade vävnader i en kropp.

Ett sådant försök har gjorts av Dipanjan Pan vid University of Illinois i Urbana-Champagne. I en studie publicerad i tidskriften Chemical CommunicationsForskare hävdar att de har skapat sfäriska kapslar för att fånga skorpiongift toxin TSAP-1. Detta inkapslade toxin, som heter NanoVenin ökar drogeffektiviteten vid avlivning bröstcancerceller med tio gånger.

Detta är en intressant utveckling av två skäl. För det första kunde giftgiftet i sin naturliga form inte användas på grund av bristen på specificitet och för det andra orsakade införlivandet av giftoxinet i nanopartikelen en stor ökning av läkemedlets potens, vilket gör den mer kliniskt användbar.

Denna form av läkemedlet fungerar på bröstcancerceller, men det är ännu inte sjukdomsspecifikt. Forskare kan ändra sitt yttre skal genom att till exempel fästa proteiner som kan göra det selektivt mot vissa typer av cancerformer. Det kan också vara möjligt att belägga nanopartikeln i ett biologiskt nedbrytbart skikt för att fälla dess toxicitet tills den når det sjuka området, där skiktet bryts ned för att avslöja toxinet.

En sådan exakt leverans kan fungera på ett "lock-and-key system" av mycket exakta biologiska strukturer. Till exempel har olika typer av cancerceller karakteristiska sekretioner eller yttre proteiner. Det biologiskt nedbrytbara skiktet av läkemedlet kan byggas för att känna igen dessa specifika utsöndringar eller proteiner och sedan utlösa nedbrytningsprocessen, vilket möjliggör exakt leverans av läkemedlet.

Ofta effektiva läkemedel har upptäckts men inte kommersiellt på grund av leveransproblem. Ändå den senaste utvecklingen inom nanoteknik illustrerar hur en gång kasse läkemedel kommer från naturliga föreningar kan föras från hyllan för att bekämpa sjukdomen.

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen.
Läs ursprungliga artikeln.

Om författaren

Benjamin Burke är en Molecular Imaging Post-Doctoral Research Assistant på University of Hull.

Upplysningsdeklaration: Benjamin Burke arbetar inte för, samråder med, äger aktier i eller får finansiering från något företag eller organisation som skulle dra nytta av denna artikel och har inga relevanta anslutningar.

Rekommenderad bok:

Att hålla bina: Varför Alla bin är i riskzonen och vad vi kan göra för att rädda dem
av Laurence Packer.

Medan media fokuserar på koloni collapse disorder och hoten mot honungsbin specifikt, är den verkliga faran mycket större: alla bin är i riskzonen, oavsett om det är från förlust av livsmiljöer, användning av bekämpningsmedel eller sjukdom, bland andra faktorer. Och på grund av väsentlig roll dessa insekter spela i ekologi vår planet, kan vi vara i riskzonen samt. I Hålla binaLaurence Packer, en melittologist vars liv kretsar kring bin, debunks många myter om dessa varelser och tar oss bakom kulisserna med forskare runt om i världen som arbetar för att rädda dessa fascinerande varelser innan det är för sent.

Klicka här för mer info och / eller för att beställa boken på Amazon.