Nanotech system, cellulær opvarmning kan forbedre behandlingen af ​​kræft i æggestokkene

Kombinationen af ​​varme, kemoterapeutiske lægemidler og et innovativt leveringssystem baseret på nanoteknologi kan markant forbedre behandlingen af ​​kræft i æggestokkene og samtidig reducere bivirkninger fra giftige lægemidler, Det rapporterer forskere ved Oregon State University i en ny undersøgelse.

Fundene, indtil videre kun udført i laboratoriemiljøer, viser, at dette en-to-slag af mild hypertermi og kemoterapi kan dræbe 95 procent af æggestokkræftceller, og videnskabsmænd siger, at de forventer at forbedre disse resultater i fortsat forskning.

Arbejdet er vigtigt, de siger, fordi kræft i æggestokkene – en af ​​de førende årsager til kræftrelaterede dødsfald hos kvinder – ofte udvikler resistens over for kemoterapeutiske lægemidler, hvis den vender tilbage efter en indledende remission. Det dræber mere end 150, 000 kvinder over hele verden hvert år.

"Ovariecancer opdages sjældent tidligt, og på grund af det er kemoterapi ofte nødvendig ud over kirurgi, " sagde Oleh Taratula, en adjunkt i OSU College of Pharmacy. "Det er vigtigt, at kemoterapien er så effektiv som muligt, første gang den bruges, og vi mener, at denne nye tilgang bør hjælpe med det."

Det er kendt, at forhøjede temperaturer kan hjælpe med at dræbe kræftceller, men opvarmning af kun kræftcellerne er problematisk. Det nye system inkorporerer brugen af ​​jernoxidnanopartikler, der kan belægges med et kræftdræbende lægemiddel og derefter opvarmes, når de er indlejret i kræftcellen.

Der er også udviklet andre funktioner for at optimere det nye system, i et usædvanligt samarbejde mellem ingeniører, materialevidenskabelige eksperter og farmaceutiske forskere.

Der bruges et peptid, der hjælper med at lede nanopartiklerne specifikt til kræftceller, og nanopartiklerne har den helt rigtige størrelse – hverken for stor eller for lille – så immunsystemet vil ikke afvise den. En speciel polyethylenglycolbelægning bidrager yderligere til nanopartiklernes "stealth"-effekt og forhindrer dem i at klumpe sammen. Og interaktionen mellem kræftlægemidlet og en polymer på nanopartiklerne bliver svagere i det sure miljø af kræftceller, hjælper med at frigive lægemidlet på det rigtige sted.

"Hypertermien, eller opvarmning af celler, gøres ved at udsætte de magnetiske nanopartikler for en oscillerende, eller vekslende magnetfelt, " sagde Pallavi Dhagat, en lektor ved OSU School of Electrical Engineering and Computer Science, og medforfatter på undersøgelsen. "Nanopartiklerne absorberer energi fra det oscillerende felt og varmes op."

Resultatet, i laboratorieundersøgelser med kræftceller i æggestokkene, var det en beskeden dosis af det kemoterapeutiske lægemiddel, kombineret med opvarmning af cellerne til omkring 104 grader, dræbte næsten alle cellerne og var langt mere effektiv, end enten stoffet eller varmebehandlingen ville have været i sig selv.

Doxorubicin, kræftlægemidlet, i sig selv på det niveau, der blev brugt i disse eksperimenter, ville efterlade omkring 70 procent af kræftcellerne i live. Med den nye tilgang, kun 5 procent var stadig levedygtige.

Værket blev udgivet i International Journal of Pharmaceutics , som et samarbejde mellem forskere i OSU College of Pharmacy, Ingeniørhøjskolen, og Ocean NanoTech fra Springdale, Ark. Det blev støttet af Medical Research Foundation of Oregon, PhRMA Foundation og OSU College of Pharmacy.

"Jeg er meget begejstret for dette leveringssystem, " sagde Taratula. "Kræft er altid svært at behandle, og dette skulle give os mulighed for at bruge lavere niveauer af de giftige kemoterapeutiske lægemidler, minimere bivirkninger og udvikling af lægemiddelresistens, og stadig forbedre behandlingens effektivitet. Vi prøver ikke at dræbe cellen med varme, men bruger det til at forbedre stoffets funktion."

Jernoxidpartikler var blevet brugt før i nogle medicinske behandlinger, forskere sagde, men ikke med det komplette system udviklet på OSU. Dyreforsøg, og i sidste ende menneskelige prøvelser, vil være nødvendigt, før det nye system er tilgængeligt til brug.

Lægemiddelleveringssystemer som dette kan senere anvendes på andre former for kræft, såsom prostata- eller bugspytkirtelkræft, at hjælpe med at forbedre effektiviteten af ​​kemoterapi under disse tilstande, sagde Taratula.