In de bloedbaan krijgen toegediende therapeutische eiwitten het moeilijk. Foto Shutterstock Eiwitten zoals insuline en antilichamen kunnen als medicijn in het bloed worden geïnjecteerd. Maar zonder bescherming kunnen die eiwitten van vorm veranderen en hun functie verliezen. Riahna Kembaren (Physical Chemistry and Soft Matter) gebruikte micellen om de eiwitten te beschermen.
De werking van therapeutische eiwitten hangt – in tegenstelling tot veel andere medicijnen – samen met hun driedimensionale structuur. Zonder een beschermend omhulsel verandert die structuur en verliest het eiwit zijn functie zodra het in de bloedbaan komt. Riahna Kembaren (Physical Chemistry and Soft Matter) promoveerde op chemische jasjes (micellen) die de eiwitten inpakken en beschermen op hun reis door de bloedbaan.
Elektrische aantrekkingskracht
De micellen die Kembaren gebruikte, zijn complexe coacervate kernmicellen (C3M). Deze kernmicellen vormen zich gemakkelijk uit een oplossing van polymeren (ketens van stoffen) en het te beschermen eiwit, door een verschil in elektrische lading tussen eiwit en polymeer. De polymeren zijn aan één kant positief geladen, de eiwitten negatief. Als je ze mengt, binden ze aan elkaar in de kern van de micel. De andere uiteinden van de polymeren steken uit naar buiten en vormen een beschermend omhulsel rond de kern.
Dwarsverbanden
Maar ook de micellen kunnen uiteenvallen in het bloed. Het mengsel met micellen wordt verdund in het bloed en komt bovendien in aanraking met zout. Zowel bij zout als beneden een bepaalde concentratie valt de micel uiteen in zijn losse polymeerketens. Kembaren voegde daarom aminegroepen toe aan de polymeerketens. Onder invloed van een crosslinker vormen de aminegroepen dwarsverbindingen in de kern van de micel. Dat netwerk maakte de micel veel stabieler.
Als de bestemming, zoals een tumorcel, is bereikt, moet de micel uit elkaar vallen zodat het eiwit zijn werk op die plek kan doen. Een tumorcel heeft een lage pH en een hoge concentratie glutathionen. De micel kan zo gemaakt worden dat hij onder deze omstandigheden uit elkaar valt. Zo kun je kanker gericht behandelen door antilichamen te verpakken in micellen die pas openen als ze een kankercel tegenkomen.
