Foto-immunterapi øger levering af nanopartikler til tumorer

(Phys.org) - En af hovedårsagerne til, at nanopartikler kan øge effektiviteten af ​​et lægemiddel mod kræft, mens det reducerer dets toksicitet, er, at de er i stand til at akkumulere på kræftsteder i kroppen gennem de unormalt utætte blodkar, der omgiver de fleste solide tumorer. Mens forbedret permeabilitet og fastholdelse (EPR) fænomen er effektivt, det er ineffektivt, og langt størstedelen af ​​en injiceret dosis nanopartikelindfanget lægemiddel udskilles fra kroppen uden nogensinde at nå det tilsigtede mål. Nu, imidlertid, et team af forskere fra National Cancer Institute (NCI) har fundet en måde at markant forbedre EPR -effekten og øge nanopartikelakkumulering i tumorer med mere end 20 gange.

Hisataka Kobayashi og hans kolleger på NCI's Center for Cancer Research anvendte en teknik, de kalder foto-immunterapi, som anvender et antistof, der er knyttet til en lysfølsom forbindelse eller fotosensibilisator, at øge utætheden af ​​tumorassocierede blodkar. Den resulterende superforbedrede permeabilitet og fastholdelse (SUPR) øgede ikke kun mængden af ​​lægemiddelbelastede nanopartikler, der akkumulerede sig i sensibiliserede tumorer, men endnu vigtigere, reducerede signifikant størrelsen af ​​behandlede tumorer. Efterforskerne rapporterer deres arbejde i journalen ACS Nano .

For at oprette deres foto-immunterapimiddel, NCI-teamet forbandt et FDA-godkendt monoklonalt antistof, panitumumab, der retter sig mod EGFR -receptorvarianten, ErbB1, der er overudtrykt på nogle solide tumorer til et fotosensibiliserende middel kendt som IR700. En dag efter injicering af dette middel i tumorbærende mus, efterforskerne brugte en enkelt dosis nær-infrarødt lys til at aktivere midlet. De injicerede derefter panitumumab med en fluorescerende etiket, som kunne afbildes, og fandt ud af, at antistoffet kun akkumulerede hurtigt i de tumorer, der var blevet sensibiliseret ved bestråling og ikke i dem, der ikke var blevet sensibiliseret.

Efterfølgende forsøg viste, at den bestrålede antistof-linkede fotosensibilisator beskadiger det første lag af tumorceller, der sidder ved siden af ​​de utætte blodkar. Når disse celler er beskadiget, det ændrer trykket omkring blodkarrene, får dem til at ekspandere, hvilket øger deres utæthed. Efterforskerne demonstrerede, at SUPR -effekten øger disse blodkares permeabilitet til partikler så store som 200 nanometer.

I et sidste sæt eksperimenter, forskerne administrerede derefter kommercielt tilgængeligt liposomindkapslet daunorubicin en time efter bestråling. Tredive dage efter 10 dyr blev behandlet, syv af musene var stadig i live, sammenlignet med kun et dyr, der blev behandlet med liposomalt daunorubicin alene.

Dette arbejde er detaljeret i et papir med titlen, "Markant forbedret permeabilitet og retentionseffekter forårsaget af foto-immunterapi af tumorer." Et abstract af dette papir er tilgængeligt på tidsskriftets websted.