Små nanopartikler giver et stort potentiale for behandling af hjernekræft

For patienter med ondartede hjernetumorer, prognosen forbliver dyster. Med de mest aggressive behandlinger til rådighed, patienter forventes normalt først at leve omkring 14 måneder efter en diagnose

Dette er fordi, kemoterapi, den mest almindelige behandlingsform for kræft, er enestående udfordrende for hjernetumorpatienter. Det sarte organ i vores kranier er beskyttet af et netværk af kar og væv kaldet blod-hjerne-barrieren, der holder de fleste fremmede stoffer ude. Desuden, kemoterapimedicin kan forårsage betydelig skade på resten af ​​kroppen, hvis de ikke er i stand til at målrette tumoren i en farmakologisk signifikant dosis.

Disse udfordringer har plaget videnskabsmænd i årevis, men et team af forskere fra Yale School of Medicine og Beijing Normal University har netop offentliggjort en banebrydende undersøgelse, der beskriver en ny metode, der giver et løfte om behandling. Løsningen? Nanopartikler.

Nanopartikler, partikler, der er mindre end bølgelængder af synligt lys og kun kan ses under et specielt mikroskop, har potentiale til at passere gennem blod-hjerne-barrieren. De kan også bære stoffer til målrettede områder af kroppen, reducerer bivirkningerne på resten af ​​kroppen. Men tidligere nanopartikler var meget komplekse og ikke særlig effektive til at trænge ind i hjernen.

Dette seneste papir, udgivet i Natur biomedicinsk teknik den 30. marts, 2020, beskriver en lille kulstof-nanopartikel konstrueret af de to laboratorier, der både kunne levere kemoterapi-lægemidler over blod-hjerne-barrieren og markere tumorceller med fluorescens i mus. Hvad mere er, denne nanopartikel er utrolig enkel - består af kun en enkelt forbindelse.

"De største problemer, vi har løst, er at forbedre leveringseffektiviteten og specificiteten af ​​nanopartikler, " siger Jiangbing Zhou, Ph.D., lektor i neurokirurgi og i biomedicinsk teknik ved Yale School of Medicine. "Vi skabte nanopartikler som at bygge et missil. Der er normalt en GPS på hvert missil til at guide det til et bestemt sted, og vi er i stand til at guide partikler til at trænge ind i hjernen og finde tumorer."

Den GPS-lignende målretning opstår, fordi nanopartiklerne er konstrueret til at blive genkendt af et molekyle kaldet LAT1, som er til stede i blod-hjerne-barrieren såvel som mange tumorer, men ikke i de fleste andre normale organer. Som resultat, kemoterapimedicin kan påfyldes prikkerne og måltumorerne, mens de knap påvirker resten af ​​kroppen. Nanopartiklerne kommer ind i hjernen, fordi de er blevet konstrueret til at ligne aminosyrer, som tillades forbi blod-hjerne-barrieren som næringsstoffer.

Nanopartiklerne har bredere implikationer end lægemiddellevering. De kan stimuleres til at udsende en fluorescens, som hjælper kirurger med at lokalisere tumor for at fjerne med større nøjagtighed.

Stadig, der er en lang vej forude, før denne forskning kan anvendes i et klinisk miljø, siger Dr. Zhou. "Det tager lang tid, før teknologien kan omsættes til kliniske anvendelser, " siger han. "Men dette fund tyder på en ny retning for udvikling af nanopartikler til lægemiddellevering til hjernen ved at målrette mod LAT1-molekyler."