Onderzoekers van de Universiteit van de Balearen (UIB) op Mallorca en de Universiteit van Valencia hebben een nieuw materiaal gesynthetiseerd dat de membranen van menselijke cellen nabootst om de intestinale absorptie van geneesmiddelen en verontreinigende stoffen te bestuderen en klinische proeven met levende dieren te verminderen.
Het nieuwe materiaal bootst kunstmatig de samenstelling van menselijke celmembranen na en maakt het mogelijk om te voorspellen hoe nieuwe medicijnen en verontreinigende stoffen door darmmembranen kunnen passeren, waardoor tests op levende dieren vermeden worden, aldus UIB in een verklaring.
Het onderzoek wordt toegelicht in een artikel dat onlangs is gepubliceerd in Analytical Chemistry, een tijdschrift dat wordt uitgegeven door de American Society of Chemistry, door onderzoekers van de onderzoeksgroep Flow Injection and Trace Analysis (FI-TRACE) van het Department of Chemistry van UIB, in samenwerking met onderzoekers van het Department of Analytical Chemistry van de Universiteit van Valencia.
Het materiaal maakt het mogelijk om chemische stoffen te testen voor gebruik als potentiële medicijnen en om mogelijke schadelijke effecten te evalueren, zonder gebruik te maken van dieren.
De parameter die tot nu toe werd gebruikt om de opname, accumulatie of uitscheiding van stoffen uit het lichaam na inname te voorspellen, is gebaseerd op de hydrofobiciteit van de stoffen, een eigenschap die beschrijft hoe ze zich gedragen wanneer ze in contact komen met water.
Deze eigenschap is belangrijk omdat de meest hydrofobe moleculen de meeste kans hebben om zich op te hopen in biologische weefsels. De hydrofobiciteitsparameter is echter niet nauwkeurig genoeg omdat deze alleen de neiging van de stof meet om op te lossen in vetten, zonder rekening te houden met hoe de stoffen interageren met andere componenten van de lichaamscellen, zoals fosfolipiden.
In het onderzoek stellen de onderzoekers een nieuwe methode voor om de stoffen te testen, waarbij ze een nabootsing van celmembranen gebruiken als basis om in te schatten hoe de stoffen zich door de menselijke darmen bewegen.
De onderzoekers hebben bestudeerd hoe deze membraannabootsing interageert met de stoffen en hebben de synthese van nieuwe materialen geëvalueerd met dunne fosfolipidenmonolagen, fosfolipidenbilagen of kleine fosfolipidenblaasjes.
De gegevens die zijn verkregen met dit nieuw gesynthetiseerde biomimetische materiaal zijn zeer nuttig gebleken bij het voorspellen van hoe stoffen op elkaar reageren en zich door de darm verplaatsen, en zijn vergelijkbaar met de dure in vivo modellen die eerder zijn gebruikt.
Door andere factoren zoals de fysisch-chemische eigenschappen van de stoffen bij fysiologische pH en het aantal aromatische cycli op te nemen in de modelvergelijkingen, kunnen de voorspellingen verder worden verbeterd.
Dit onderzoek opent nieuwe mogelijkheden voor snelle laboratoriumtestmethoden om het gedrag van chemische stoffen bij inname te evalueren, vooral die stoffen die van belang zijn voor hun effecten op de menselijke gezondheid en het milieu.
De resultaten zullen de ontwikkeling van nieuwe medicijnen en een beter begrip van de effecten van bepaalde verontreinigende stoffen op de gezondheid en het milieu mogelijk maken, wat een vooruitgang betekent op het gebied van biomedisch onderzoek en milieubescherming.
Bron: Agentschappen
