Neue Publikation von Prof. Dr. Ervice Vidal Pouokam Kamgne: Atropine-functionalized gold nanoparticles binding to muscarinic receptors after passage across the intestinal epithelium

Journal:  R. Soc. open sci.. https://doi.org/10.1098/rsos.220244

Autoren: Claßen Rebecca, Pouokam Ervice, Wickleder Matthias, Diener Martin, Mattern Annabelle

Zusammenfassung:

Goldnanopartikel haben ein hohes Potenzial für die Behandlung von Krankheiten durch ihre spezifischen Eigenschaften bei der Verabreichung von Arzneimitteln und die Stimulation multivalenter Rezeptoren. Im Rahmen des vorliegenden Projekts wurden sphärische Goldnanopartikel synthetisiert und mit dem Muskarinrezeptor-Antagonisten Atropin funktionalisiert (Au-MUDA-AT NPs). Der Durchmesser des Goldkerns konnte durch verschiedene Synthesemethoden und Reduktionsmittel präzise gesteuert werden, was zu funktionalisierten Goldnanopartikeln mit Durchmessern von 8 bis 16 nm führte. Die Fähigkeit zur Interaktion mit intestinalen Muscarinrezeptoren ist größenabhängig. Bei der Messung der intestinalen Chloridsekretion, die durch das stabile Acetylcholinderivat Carbachol ausgelöst wird, wurde die stärkste Hemmung, d. h. die effizienteste Blockade der Muscarinrezeptoren, mit Au-MUDA-AT-Nanopartikeln der Größe 13 nm beobachtet. Funktionelle Experimente zeigen, dass Au-MUDA-AT NPs mit einem Durchmesser von 14 nm nach Verabreichung in das Darmlumen die Darmschleimhaut zeitabhängig passieren können. So hemmten z.B. luminal verabreichte Au-MUDA-AT NPs Kontraktionen der Dünndarm-Längsmuskelschicht, die durch elektrische Stimulation myenterischer Neuronen ausgelöst wurden. Eine ähnliche Hemmung der basolateralen Epithelrezeptoren wurde nach luminaler Verabreichung von Au-MUDA-AT NPs beobachtet, wenn die Carbachol-induzierte Chloridsekretion durch das Darmepithel als Testsystem verwendet wurde. Somit könnten Au-MUDA-AT NPs in Zukunft ein therapeutisches Mittel zur Modulation der intestinalen Sekretion und Motilität nach oraler Verabreichung sein.