Små diamanter for at øge behandlingen af ​​kemoresistant leukæmi

Ved at binde flere molekyler af et almindeligt leukæmilægemiddel med nanodiamanter, forskere fra National University of Singapore (NUS) og University of California, Los Angeles (UCLA) formåede at øge leveringen af ​​lægemidlet til leukæmiske celler og beholde lægemidlet i cellerne for at bekæmpe kræften.

Denne nye opdagelse, rapporteret for første gang, behandler en af ​​de største udfordringer i behandlingen af ​​leukæmi, hvor kræftcellerne udvikler måder at pumpe lægemidler ud af kroppen, før de kan udføre deres job, især efter at de er udsat for kemoterapi.

Udviklet af Dr Edward Chow, Principal Investigator ved Cancer Science Institute of Singapore og adjunkt ved Institut for Farmakologi, Yong Loo Lin School of Medicine på NUS, i samarbejde med professor Dean Ho fra UCLA School of Dentistry, denne innovation viser løfte om større effektivitet ved behandling af leukæmi, især i ikke-vedhæftende celler.

Resultaterne blev først offentliggjort online i det medicinske tidsskrift Nanomedicin:Nanoteknologi, Biologi, og medicin .

Når leukæmi bliver lægemiddelresistent

Daunorubicin er i øjeblikket et af de mest almindelige lægemidler, der bruges til behandling af leukæmi. Lægemidlet virker ved at bremse eller stoppe kræftceller fra at vokse, får mange af dem til at dø. Det er også almindeligt, imidlertid, for leukæmi at blive resistent over for dette lægemiddel efter behandling.

En mekanisme, ved hvilken denne opposition, almindeligvis kendt som kemoresistens, sker gennem ekspression af lægemiddeltransportpumper i leukæmiceller, der aktivt pumper kemoterapeutiske midler ud, herunder Daunorubicin.

Innovativ brug af nanodiamanter

Nuværende tilgange til neutralisering af kemoresistens har været centreret om at udvikle konkurrencedygtige hæmmere. Disse bestræbelser har begrænset succes, med udfordringer som høje toksicitetsniveauer og mindre end lovende resultater under kliniske forsøg.

Teamet af forskere fra NUS og UCLA henvendte sig til nanodiamanter, som er små, kulstofbaserede partikler, der er 2 til 8 nanometer i diameter, som en mulighed for at behandle kemoresistens. Dr Chow studerede det biologiske grundlag for, hvordan nanodiamanter potentielt kan overvinde kemoresistens.

Forskerne bandt overflader af nanodiamanter med Daunorubicin, og hybrid-nanodiamond-lægemiddelkomplekserne blev introduceret til leukæmiske celler. Forskergruppen fandt ud af, at nanodiamanter kunne bære stoffet til kræftcellerne uden at blive pumpet ud. På grund af deres ikke-invasive størrelser og unikke overfladeegenskaber, nanodiamanter kan let frigives uden at blokere blodkar.

Dr Chow sagde, "Brugen af ​​nanodiamanter tilbyder en lovende kombination af biokompatibilitet og evnen til at øge terapeutisk effekt. Desuden vores første sikkerhedstest både in vitro og in vivo indikerer, at de tolereres godt, hvilket er et lovende skridt i retning af fortsat translationel udvikling. "

"Nanodiamanter er lovende terapeutiske køretøjer, og et af vores nuværende mål er at bestemme, hvilke lægemidler der optimalt ville blive leveret af nanodiamonden mod bestemte sygdomsmodeller, der bedst ville gavne en patient i fremtiden, "tilføjede prof Ho, som er fra Division of Oral Biology and Medicine og også er meddirektør for Jane and Jerry Weintraub Center for Rekonstruktiv Bioteknologi ved UCLA School of Dentistry. Dr Ho er også professor i bioingeniør ved UCLA.

Yderligere forskning

Teamet bemærkede, at yderligere udvikling og sikkerhedsvurdering af nanodiamondsystemer er nødvendige for at realisere deres fulde potentiale. For at fremme forskningen, det tværfaglige team af samarbejdspartnere vil evaluere lægemiddelleveringskomplekserne i kliniske omgivelser. De håber, at deres arbejde kan oversættes til klinikken til brug mod leukæmi, der ikke reagerer på Daunorubicin -behandling. De ser også på at anvende nanodiamonds bindingsegenskaber på andre lægemidler.