Ydmygt protein, nanopartikler tag-team til at dræbe kræftceller

(PhysOrg.com) - Et normalt godartet protein, der findes i menneskekroppen, ser ud til at være i stand til - når det er parret med nanopartikler - at nulstille og dræbe visse kræftceller, uden også at skulle fylde disse partikler med kemoterapi.

Fundet kan føre til en ny strategi for målrettede kræftbehandlinger, ifølge videnskabsmænd fra University of North Carolina i Chapel Hill, der gjorde opdagelsen.

Imidlertid, de advarede også om, at resultatet giver anledning til bekymring over uventede "off-target"-effekter, når man designer nano-leveringsmidler.

Transferrin, det fjerde mest udbredte protein i humant blod, har været brugt som et tumormålrettet middel til levering af kræftlægemidler i næsten to årtier. Proteinets receptor er overudtrykt på overfladen af ​​mange hurtigt voksende kræftceller, så behandlinger kombineret med transferrinligander er i stand til at opsøge og binde dem. Nanopartikler infunderet med transferrin har længe været betragtet som sikre og ikke -toksiske.

Nu, UNC-forskere har vist, at overraskende, vedhæftning af transferrin til en nanopartikeloverflade kan effektivt og selektivt målrette og dræbe B-celle lymfomceller, fundet i en aggressiv form for non-Hodgkins lymfom. Man havde troet, at nanopartikler også skulle bære giftige kemoterapimidler for at have en sådan effekt.

Opdagelsen blev foretaget af et team af forskere under ledelse af Joseph DeSimone, Ph.D., Chancellors eminente professor i kemi ved UNC's College of Arts and Sciences og William R. Kenan Jr. Distinguished Professor of Chemical Engineering ved North Carolina State University, sammen med Jin Wang, Ph.D., og Shaomin Tian, Ph.D., i DeSimones laboratorium. Deres resultater vises i denne uges onlineudgave af Journal of the American Chemical Society .

Forskerne siger, at resultatet er en interessant udvikling inden for nanomedicin, som forskerne håber på i sidste ende vil give bredt accepterede alternativer - eller erstatninger - til kemo- og strålebehandling. Disse terapier, men betragtes som de mest effektive metoder, der i øjeblikket er tilgængelige til bekæmpelse af kræft, også ofte skade sunde væv og organer som en bivirkning.

Ved at bruge PRINT-teknologi (Particle Replication in Non-wetting Templates) - en teknik opfundet i DeSimones laboratorium, der gør det muligt for forskere at producere nanopartikler med veldefineret størrelse og form - producerede UNC-forskerne biokompatible nanopartikler bundet med human transferrin, og demonstrerede, at partiklerne sikkert og præcist kan genkende et bredt spektrum af kræftformer. Samt B-celle lymfomceller, partiklerne målrettede også effektivt ikke-småcellede lunger, æggestokkene, lever- og prostatacancerceller.

Generelt, nanopartiklerne var ikke-toksiske for sådanne celler og burde derfor kunne fyldes med standard kemoterapimidler og bruges til at skærpe ind på disse kræftformer.

Imidlertid, for Ramos -celler, en aggressiv form for B-celle lymfom, de transferrinbundne PRINT-nanopartikler genkendte dem ikke kun, men inducerede også celledød. I mellemtiden fri transferrin - som blev inkuberet med Ramos-celler, men ikke bundet til nogen nanopartikler - dræbte ingen Ramos-celler, selv ved høje koncentrationer.

Forskere udfører yderligere undersøgelser for at bestemme, hvordan og hvorfor de transferrin-bærende nanopartikler viste sig at være giftige for Ramos-cellerne, men ikke de andre tumortyper.

"Selvom dette potentielt er spændende for udviklingen af ​​helt nye strategier til behandling af visse typer lymfomer med potentielt lavere bivirkninger, denne undersøgelse giver også anledning til bekymring for uventede effekter uden for målet, når man designer målrettede kemoterapimidler til andre typer kræftsygdomme, " sagde DeSimone. DeSimone er også medlem af UNC's Lineberger Comprehensive Cancer Center og medforstander for Carolina Center for Cancer Nanotechnology Excellence. Han blev også for nylig udnævnt som adjungeret medlem ved New Yorks Memorial Sloan-Kettering Cancer Center.