Nano-skala medicin levering til kemoterapi

(PhysOrg.com) - At gå mindre kunne give bedre resultater, især når det kommer til kræftbekæmpende lægemidler.

Duke Universitys bioingeniører har udviklet en enkel og billig metode til at indlæse nyttelaster for kræftmedicin i leveringskøretøjer i nanoskala og demonstreret i dyremodeller, at denne nye nanoformulering kan eliminere tumorer efter en enkelt behandling. Efter levering af lægemidlet til tumoren, leveringskøretøjet nedbrydes i ufarlige biprodukter, markant faldende toksicitet for modtageren.

Nano-leveringssystemer er blevet stadig mere attraktive for forskere på grund af deres evne til effektivt at komme ind i tumorer. Da blodkar, der forsyner tumorer, er mere porøse, eller utæt, end normale fartøjer, nanoformuleringen kan lettere komme ind og akkumulere i tumorceller. Det betyder, at højere doser af lægemidlet kan leveres, øge dets kræftdræbende evner og samtidig reducere bivirkningerne forbundet med systematisk kemoterapi

"Når det bruges til at levere medicin mod kræft i vores modeller, den nye formulering har en fire gange højere maksimal tolereret dosis end det samme lægemiddel i sig selv, og det inducerede næsten fuldstændig tumorregression efter en injektion, ”Sagde Ashutosh Chilkoti, Theo Pilkington Professor i biomedicinsk teknik ved Duke's Pratt School of Engineering. "Det gratis lægemiddel havde kun en beskeden effekt i krympende tumorer eller i forlængelse af dyrs overlevelse".

Resultaterne af Chilkotis eksperimenter blev offentliggjort tidligt online i tidsskriftet Naturmaterialer .

“Lige så vigtigt, vi tror, er den nye metode, vi udviklede til at skabe disse lægemidler, ”Sagde Chilkoti. "I modsætning til andre tilgange, vi kan producere store mængder enkelt og billigt, og vi mener, at den nye metode teoretisk set kan bruges til at forbedre effektiviteten af ​​andre eksisterende kræftlægemidler. ”

Centralt i den nye metode er, hvordan lægemidlet er "knyttet" til dets polypeptidafgivelsessystem, og om et lægemiddel kan opløses i vand eller ej.

Leveringssystemet gør brug af bakterien Escherichia coli (E. coli), som er blevet genetisk ændret til fremstilling af et specifikt kunstigt polypeptid kendt som et kimært polypeptid. Da E. coli almindeligvis bruges til at producere proteiner, det giver et enkelt og pålideligt produktionsanlæg til disse specifikke polypeptider med højt udbytte.

Når det er knyttet til et af disse kimære polypeptider, stoffet tager egenskaber, som stoffet alene ikke besidder. De fleste lægemidler opløses ikke i vand, hvilket begrænser deres evne til at blive optaget af celler. Men ved at være knyttet til en nanopartikel gør stoffet opløseligt.

"Når disse to elementer kombineres i en beholder, de samler sig spontant til en vandopløselig nanopartikel, ”Sagde Chilkoti. “De samler sig også konsekvent og pålideligt i en størrelse på 50 nanometer eller deromkring, hvilket gør dem ideelle til kræftbehandling. Da mange kemoterapeutiske lægemidler er uopløselige, Vi tror på, at denne nye tilgang også kunne fungere for dem. ”

De seneste eksperimenter involverede doxorubicin, et almindeligt anvendt middel til behandling af blodkræft, bryst, æggestokke og andre organer. Forskerne injicerede mus med tumorer implanteret under deres hud med enten den kimære polypeptid-doxorubicin-kombination eller doxorubicin alene.

Musene behandlet med doxorubicin alene havde en gennemsnitlig tumorstørrelse 25 gange større end dem, der blev behandlet med den nye kombination. Den gennemsnitlige overlevelsestid for de doxorubicinbehandlede mus var 27 dage, sammenlignet med mere end 66 dage for mus, der fik den nye formulering.

Duke -forskerne planlægger nu at teste den nye kombination på forskellige former for kræft, samt tumorer, der vokser inden for forskellige organer. De vil også prøve at kombinere disse kimære polypeptider med andre uopløselige lægemidler og teste deres effektivitet mod tumorer.

Leveret af Duke University (nyheder:web)