Nu er det lettere at ramme målet i kræftkamp med ny nanopartikelplatform

(PhysOrg.com)-Evnen til at bruge nanopartikler til at levere nyttelast af kræftbekæmpende lægemidler til tumorer i kroppen kan indvarsle en grundlæggende ændring i kemoterapibehandling. Men forskere er stadig på et relativt tidligt stadium i implementeringen af ​​denne teknologi.

Selvom vi udvikler nanopartikler, der fungerer som "magiske kugler" - selektivt målrettet mod tumorer, mens de skåner normale, sunde væv - er stadig målet, virkeligheden er, at de fleste af disse nanobærere fjernes gennem leveren og milten, før de nogensinde når deres tilsigtede mål. Og mange af de indkapslede lægemidler kan gå tabt, mens bærerne cirkulerer i blodet eller nedbrydes på vej til tumorer.

I en undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet ACS Nano , UCLA -forskere rapporterer, at ved at bruge konstruerede mesoporøse silica -nanopartikler (MSNP'er) som leveringskøretøjer, de var i stand til at opnå betydelige stigninger i procentdelen af ​​lægemiddelbærende nanopartikler, der når og bevares på tumorsteder.

MSNP -platformen muliggør introduktion af flere og tilpassede designfunktioner, der kan hjælpe med at optimere leveringen af ​​kemoterapeutiske lægemidler til en række kræftformer, sagde forskerne, ledet af Dr. Andre Nel, professor i medicin, pædiatri og folkesundhed og chef for nanomedicin -afdelingen i UCLA Department of Medicine, og Jeffrey Zink, en professor i UCLA Institut for Kemi og Biokemi. Nel og Zink er også medlemmer af California NanoSystems Institute ved UCLA.

En vigtig udfordring for at forbedre lægemiddeltilførslen har været at forbedre nanobærerens adgang til tumorer ved at udnytte funktioner som lækage af unormale tumorblodkar, som tillader nanopartikler at glide igennem og bevares på tumorsteder. For at opnå det, partikler skal være designet til at have den ideelle størrelse, at forblive i blodstrømmen længe nok ved midlertidigt at undgå lever og milt, og for stabilt at binde lægemidlet.

De dynamiske designfunktioner, der anvendes af UCLA -forskerholdet, omfatter manipulation af nanopartiklens størrelse og overfladeegenskaber for at forbedre tumorbiodistribution og beskyttet levering. Undersøgelsen viser, hvordan gennem en iterativ designproces, første generations MSNP blev redesignet og optimeret til at levere doxorubicin til et kræft xenograft i en musemodel.

Teamet demonstrerede en signifikant stigning i partikelretention på tumorstedet:Cirka 10 til 12 procent af alle de lægemiddelbelastede partikler injiceret intravenøst ​​nåede tumorstedet. Denne høje tumorfordeling er usædvanlig god, sammenlignet med andre polymer- og copolymerbaserede nanodeliveringsplatforme, for hvilke den bedste passive tumormålretning ligger i området 3,5 til 10 procent af injicerede partikler, sagde forskerne.

Undersøgelsen demonstrerede også effektiv lægemiddeltilførsel og tumorcelledrab ved hjælp af det redesignede og optimerede MSNP -system hos mus.

"Mængden af ​​doxorubicin, der blev leveret til tumorstedet, var betydeligt højere end det, der kunne opnås med det gratis lægemiddel, ud over at tillade effektiv levering til kræftcellerne på tumorstedet, sagde Nel, som også er medlem af UCLA's Jonsson Comprehensive Cancer Center.

I øvrigt, den forbedrede lægemiddeltilførsel blev ledsaget af en signifikant reduktion i systemiske bivirkninger såsom vægttab og reduceret lever- og nyreskade.

"Dette er en vigtig demonstration af, hvordan det optimale design af MSNP -platformen kan opnå bedre lægemiddellevering in vivo, "Nel sagde." Denne leveringsplatform tillader effektiv og beskyttende emballage af hydrofobe og ladede kræftlægemidler til kontrolleret og on-demand levering. Disse designfunktioner er ikke kun overlegne til at fremkalde tumorkrympning og apoptose sammenlignet med det gratis lægemiddel, men de forbedrer også dramatisk sikkerhedsprofilen ved systemisk levering af doxorubicin. "