Bivirkninger ved kræft kan reduceres med nanopartikler

Forskere ved MIT og Brigham og Women's Hospital har vist, at de kan levere kræftlægemidlet cisplatin meget mere effektivt og sikkert i en form, der er indkapslet i en nanopartikel målrettet mod prostata tumorceller og aktiveres, når det når sit mål.

Ved hjælp af de nye partikler, forskerne var i stand til med succes at krympe tumorer hos mus, ved kun at bruge en tredjedel af den mængde konventionel cisplatin, der er nødvendig for at opnå den samme effekt. Det kan hjælpe med at reducere cisplatins potentielt alvorlige bivirkninger, som omfatter nyreskader og nerveskader.

I 2008, forskerne viste, at nanopartiklerne arbejdede i kræftceller, der blev dyrket i et laboratoriefad. Nu hvor partiklerne har vist løfte hos dyr, holdet håber at gå videre til menneskelige tests.

"På hvert trin, det er muligt, at der vil komme nye vejspærringer, men du bliver bare ved med at prøve, ”Siger Stephen Lippard, Arthur Amos Noyes professor i kemi og seniorforfatter af papiret, som vises i Procedurer fra National Academy of Sciences ugen 10. januar.

Omid Farokhzad, lektor ved Harvard Medical School og direktør for Laboratory of Nanomedicine and Biomaterials på Brigham og Women's Hospital, er også seniorforfatter af papiret. Shanta Dhar, en postdoktor i Lippards laboratorium, og Nagesh Kolishetti, en postdoktor i Farokhzads laboratorium, er medledende forfattere.

Bedre levering

Cisplatin, som læger begyndte at bruge til behandling af kræft i slutningen af ​​1970'erne, ødelægger kræftceller ved at krydsbinde deres DNA, som i sidste ende udløser celledød. På trods af de negative bivirkninger, som også omfatter nerveskader og kvalme, omkring halvdelen af ​​alle kræftpatienter, der får kemoterapi, tager Cisplatin eller andre platinlægemidler.

Et andet problem med konventionel cisplatin er dens relativt korte levetid i blodbanen. Kun omkring 1 procent af den dosis, der gives til en patient, når nogensinde tumorcellernes DNA, og cirka halvdelen af ​​det udskilles inden for en times behandling.

For at forlænge tiden i omløb, forskerne besluttede at indkapsle et derivat af cisplatin i en hydrofob (vandafvisende) nanopartikel. Først, de ændrede stoffet, som normalt er hydrofil (vandtrækkende), med to hexansyreenheder - organiske fragmenter, der afviser vand. Det gjorde dem i stand til at indkapsle det resulterende prodrug - en form, der er inaktiv, indtil den kommer ind i en målcelle - i en nanopartikel.

Ved hjælp af denne tilgang, meget mere af stoffet når tumoren, fordi mindre af stoffet nedbrydes i blodbanen. Forskerne fandt ud af, at nanopartikler cirkulerede i blodbanen i cirka 24 timer, mindst 5 gange længere end ikke-indkapslet cisplatin. De fandt også ud af, at det ikke ophobede sig så meget i nyrerne som konventionel cisplatin.

For at hjælpe nanopartiklerne med at nå deres mål, forskerne dækkede dem også med molekyler, der binder til PSMA (prostata specifikt membranantigen), et protein, der findes på de fleste prostatakræftceller.

Efter at have vist nanopartiklernes forbedrede holdbarhed i blodet, forskerne testede deres effektivitet ved at behandle mus implanteret med humane prostatatumorer. De fandt ud af, at nanopartikler reducerede tumorstørrelse så meget som konventionel cisplatin over 30 dage, men med kun 30 procent af dosis.

”De har meget elegant vist ikke blot forbedret effektivitet, men også nedsat toksicitet, ”Siger Mansoor Amiji, formand for farmaceutiske videnskaber ved Northeastern Universitys Bouvé College of Health Sciences, som ikke var involveret i forskningen. "Med en nanopartikel, du skal kunne få højere doser ind i patienten, så du kan få et meget bedre terapeutisk resultat og ikke bekymre dig så meget om bivirkninger. ”

Denne type nanopartikeldesign kan let tilpasses til at bære andre typer lægemidler, eller endda mere end et lægemiddel ad gangen, som forskerne rapporterede i et PNAS -papir i oktober sidste år. De kan også være designet til at målrette andre tumorer end prostatakræft, så længe disse tumorer har kendte receptorer, der kunne målrettes. Et eksempel er Her-2-receptoren, der er rigelig i nogle former for brystkræft, siger Lippard.

Partiklerne testet i dette papir er baseret på det samme design som partikler udviklet af Farokhzad og MIT Institute Professor Robert Langer, der leverer kræftmedicinen docetaxel. Et fase I klinisk forsøg for at vurdere disse partikler begyndte i sidste uge, drevet af BIND Biosciences.

Yderligere dyreforsøg er nødvendige, før de cisplatinbærende partikler kan gå i kliniske forsøg hos mennesker, siger Farokhzad. "I slutningen af ​​dagen, hvis udviklingsresultaterne alle er lovende, så ville vi håbe at sætte sådan noget hos mennesker inden for de næste tre år, ”Siger han.