Et løst greb giver bedre kemoterapi

Forskere ved Case Western Reserve University har udviklet en lille bombe, der lover et kæmpe brag for kræftpatienter.

Foreløbige test viser, at et kræftlægemiddel, der er løst knyttet til guld-nanopartikler, begynder at akkumulere dybt inde i tumorer inden for få minutter efter injektion og kan aktiveres til en effektiv behandling inden for to timer. Det samme lægemiddel, der injiceres alene, tager to dage at samle sig og angriber tumoren fra overfladen - en langt mindre effektiv vej.

Arbejdet, med titlen "Dyb penetration af et PDT-lægemiddel i tumorer af ikke-kovalente lægemiddel-guld nanopartikelkonjugater, " er offentliggjort i dag i online-udgaven af Journal of the American Chemical Society .

At fremskynde kræftmedicin direkte ind i tumorer gør det muligt for patienter at modtage lavere doser af de giftige kemikalier, derved reddes sundt væv fra skader og andre barske bivirkninger, som man har lidt i traditionel kemoterapi.

"Vi håber at sænke dosis med mindst en faktor 10, " sagde Clemens Burda, en professor i kemi ved Case Western Reserve og seniorforfatter af papiret.

Nøglen til succes? Forskerne bandt et lægemiddel mod kræft til gyldne missiler ved hjælp af en svag kemisk interaktion kaldet en ikke-kovalent binding. I molekylekonstruktion, en kovalent binding er et tungt reb surret og knyttet; en ikke-kovalent binding er en skosnor bundet i en sløjfe.

"Meget ofte, tilføjelser til kemiske systemer ændrer egenskaberne af komponenterne i systemet, " sagde Burda. Forsøg fra hans og andre forskergrupper på at bruge kovalente bindinger til lægemiddellevering har resulteret i sådanne komplikationer og mindre end håbede resultater.

Forskerne, som kommer fra en bredde af discipliner, fandt ud af, at ved at bruge en ikke-kovalent binding til at binde lægemidlet til belagt guld, de eliminerede interferens mellem de ønskede egenskaber for hver komponent.

Burdas gruppe søgte at forenkle processen ved at bruge materialer, der har velkendte egenskaber.

Guld nanopartikler har store overfladearealer, der tillader at pakke meget i et lille rum. Elementet er inaktivt inde i kroppen og på mindre end 5 nanometer på tværs, eller mindre end 1/10, 000 bredden af ​​et menneskehår, partiklerne flyder hurtigt ud af blodbanen og over kræftcellemembraner for at samle sig inde i tumorer.

Et lag af polyethylenglycol binder tæt til guldet, mens det giver plads til at fastgøre andre materialer.

Det coatede guld giver et miljø til fysisk at forhindre aktivering af det fotodynamiske terapilægemiddel siliciumphthalocyanin, forebygge utilsigtet toksisk eksponering for sundt væv.

Det løst fastholdte lægemiddel frigives fra nanopartiklerne gennem lægemidlets tiltrækning til kræftcellernes lipidmembran. Laserlys tænder for den frigjorte siliciumphthalocyanin, som nedbryder og dræber kræftceller, krymper tumoren.

Efter at have leveret lægemidlet, nanopartiklerne passerer gennem nyrerne og renser kroppen inden for en uge.