Hydrogelterninger i mikronstørrelse viser yderst effektiv levering af et potent kræftbekæmpende lægemiddel

Mange potente kræftbekæmpende lægemidler har store ulemper-de blandes ikke med vand, hvilket betyder, at de vil have en begrænset opløselighed i blod, og de mangler selektivitet over for kræftceller.

Forskere ved University of Alabama i Birmingham og Texas Tech University Health Sciences Center har udviklet mikro-terninger, der kan svampe et hydrofobt kræftlægemiddel og levere det til kræftceller. Vævskulturstest viser disse små, porøse terninger, fyldt med det hydrofobe stof, er mere potent mod levercancerceller og mindre skadelige for normale leverceller, sammenlignet med stoffet alene.

"Vi mener, at vores nye platform til levering af lægemidler til det stærkt potente kræftbekæmpende lægemiddel BA-TPQ giver en let metode til indkapsling af hydrofobe lægemidler og kan lette øget effektivitet til behandling af leverkræft, "sagde forskerne i en Acta Biomaterialia papir. Leverkræft, hepatocellulært carcinom, er den tredje førende årsag til kræftdød på verdensplan, og behovet for nye helbredende forbindelser, der kan forbedre patientresultater, er presserende.

BA-TPQ er et iminoquinonderivat, og det er en af ​​de mest potente analoger af naturlige anticancerforbindelser opdaget i den filippinske svamp Zyzzya fuliginosa .

BA-TPQ har høj styrke mod humane bryst- og prostatakræftcellelinjer, men dets anvendelse har været begrænset af dårlig opløselighed, lav biotilgængelighed og uønsket toksicitet. Målene for et leveringssystem er forbedret kræftbekæmpelse og reduktion af bivirkninger.

Undersøgelsen blev ledet af co-seniorforfattere Eugenia Kharlampieva, Ph.d., og Sadanandan E. Velu, Ph.d., begge lektorer i kemi i UAB College of Arts and Sciences, og Ruiwen Zhang, M.D., Ph.d., professor på Farmaceutisk Skole, Texas Tech University Health Sciences Center.

De 2 mikrometer terninger er lavet af lag af tværbundet poly (methacrylsyre) dannet på et porøst stillads, der derefter fjernes. Poly (methacrylsyre) er giftfri og er biokompatibel til klinisk brug.

Hydrogelbærerne fyldt med BA-TPQ er bløde, men kan beholde deres kubiske form, og den kubiske form hjælper med at optage af kræftceller. Et højere redoxpotentiale, som findes i celler, letter opløsning af de små terninger og frigivelse af BA-TPQ-lægemidlet. Desuden, kræftceller har ofte højere redoxpotentialer end normale celler.

De lægemiddelfyldte terninger kan frysetørres og derefter resuspenderes i opløsning uden at miste deres form, hvilket muliggør langsigtet opbevaring af terningerne som pulver.

Udover selektiviteten af ​​BA-TPQ-hydogel-terningerne for de to linjer af levercancerceller testet i sammenligning med normale leverceller, de lægemiddelbelastede terninger påvirkede ekspression af gener involveret i kræftfremme eller forebyggelse.

For en række levercancerceller, indkapsling af BA-TPQ i hydrogelterningerne forstærkede signifikant styrken af ​​BA-TPQ til at reducere ekspressionen af ​​det onkogene protein, MDM2, og øge tumorsuppressorens ekspression, p53, og celleproliferationsundertrykker, s21. Test i en anden serie af levercancerceller viste, at den øgede hæmning af MDM2 med BA-TPQ-hydrogelterninger var uafhængig af p53-status, hvilket betyder, at for kræftceller med p53 -mutation, almindeligt forekommende i hepatocarcinomceller og fremme tumorigenese, BA-TPQ-hydrogelterningerne kan være en vellykket kandidat til antitumorbehandling.

Mens hydrogelterninger fyldt med BA-TPQ kan leveres intravenøst, forskerne viste også, at de også har potentiale til at blive taget oralt. De lægemiddelfyldte terninger bevarede deres integritet, når de blev udsat for et stærkt surt miljø med pH 2, efterligner maveforhold, og de viste øget permeabilitet på tværs af et epitelcellemonolag, sammenlignet med medicin alene, hvilket indikerer en bedre chance for absorption for de lægemiddelbelastede hydrogelterninger fra tarmen.