Finländska forskare medverkar i utvecklingen av syntetiska biomaterial
27.05.2010
En internationell forskargrupp har tillverkat en grupp syntetiska biomaterial, s.k. Janus-molekyler som efterbildar cellmembran. "Dendrimersomer" kan bl.a. möjliggöra en trygg överföring av cancermedicin till den mänskliga organismen. Forskningen publicerades i tidskriften Science 21.5.
I forskningen som leds av professor Virgil Percec från universitetet i Pennsylvania (Philadelphia, USA) deltar också forskaren FT Sami Nummelin från institutionen för teknisk fysik vid Aalto-universitetets tekniska högskola. Nummelins och professor Percecs samarbete inleddes redan år 2000, då Nummelin för första gången medverkade i Percecs forskningsgrupp. Percec har för sin del besökt Tekniska högskolan (Molekylmaterial) och Nanoscience Center i Jyväskylä (akademiprofessor Kari Rissanen) som är den andra samarbetspartnern vid sidan om FT Jarmo Ropponen (numera VTT, Esbo).
Janus-molekylerna (Org. Lett. 2004, 6, 2495) är regelbundet förgrenade molekyler med trästruktur vars ena ända är hydrofil och den andra hydrofob (vattenavstötande). I forskningen presenteras för första gången tillverkningen, strukturen, självorganiseringen och de mekaniska egenskaperna hos liposomer och andra komplexa nanostrukturer som bildas av amfifila dendrimer. Med hjälp av "dendrimersomerna" kan förutom cancermedicin också bl.a. proteiner och genterapi-, avbildnings- eller diagnostikföreningar överföras kontrollerat genom cellmembranet.
I dendrimersomerna förenas stabiliteten och de mekaniska egenskaperna hos "polymersomer" (liposomer som består av block copolymerer) och de biologiska funktionerna hos liposomer som bildats av två motsatta fosfolipidskikt. Den nya nanostrukturen är emellertid avsevärt stabilare i olika slags miljöer och temperaturförhållanden än de ovannämnda, till sin storlek nästan homogen, lätt att framställa och funktionalisera.
– Bollytan kan skräddarsys för olika ändamål utan att det påverkar strukturens självorganisering, konstaterar Nummelin.
Dessa dendrimersomer är särskilt lovande strukturer med tanke på nanomedicinska tillämpningar, eftersom det bildade membranets tjockhet (5-8 mm) ligger mycket nära tjockheten hos fosfolipidmembranen i naturen.
– Det här gör det möjligt att foga biologiska material, t.ex. receptorer eller integrala membranproteiner till nanostrukturen, säger Nummelin.
Sammanlagt syntetiserades 107 olika Janus-dendrimer. För ett verkligt genombrott, dvs. för utvecklingen av en kommersiell produkt krävs emellertid ännu mycket arbete och även tur.
– Vi kommer att fortsätta forskningen inom vårt mångdisciplinära forskningskonsortium. Så här långt har vi nått genom att kombinera specialkunskapen hos kemister, biologer och fysiker, sammanfattar Nummelin.
Närmare information:
FT Sami Nummelin
Molekylmaterial, Institutionen för teknisk fysik
sami.nummelin [at] tkk [dot] fi
tfn 09-470 22537 eller 050-522 4595
