Nanoteknologiske forskere beviser to-trins metode til potentiel behandling af bugspytkirtelkræft

En ny metode til mikroskopisk lægemiddellevering, der i høj grad kunne forbedre behandlingen af ​​dødelig bugspytkirtelkræft, har vist sig at virke i mus på UCLAs Jonsson Comprehensive Cancer Center.

Forskerholdet ledet af Dr. Andre Nel, professor i nanomedicin og medlem af California Nanosystems Institute (CNSI), og Huan Meng, adjunkt i nanomedicin, offentliggjort resultaterne af deres undersøgelse i tidsskriftet ACS Nano online forud for tryk og med i det trykte nummer fra november 2013.

Bugspytkirtelkræft (pancreas duktalt adenokarcinom eller PDAC) er en dødelig sygdom, som er næsten umulig at opdage, før den er i fremskreden fase. Behandlingsmuligheder for det er meget begrænset i antal og lider af lave succesrater. Behovet for innovativ og forbedret behandling af bugspytkirtelkræft kan ikke overvurderes, da dens diagnose gennem årene ofte har været synonym med en dødsdom.

I bugspytkirtlen, PDAC-tumorer består af kræftceller, der er omgivet af andre strukturelle elementer kaldet stroma. Stroma kan være lavet af mange stoffer, såsom bindevæv og pericytter, som blokerer adgangen til standard kemoterapi i tumorblodkarrene i at nå effektivt til kræftcellerne. Disse elementer kan reducere effektiviteten af ​​behandlingen.

Dual-wave nanoterapi-metoden anvendt af Dr. Nel og Meng bruger i deres forskning to forskellige slags mikroskopiske partikler (nanopartikler), der injiceres intravenøst ​​i en hurtig rækkefølge i venen på den tumorbærende mus. Den første bølge af nanopartikler bærer et stof, der fjerner pericyternes vaskulære porte for at få adgang til bugspytkirtelkræftcellerne, og den anden bølge bærer kemoterapilægemidlet, der dræber kræftcellerne.

Drs. Nel og Meng og deres kolleger Dr. Jeffrey Zink, UCLA professor i kemi og biokemi og Dr. Jeffrey Brinker, University of New Mexico professor i kemi- og atomteknik, søgte at indeholde kemoterapi i nanopartikler, der mere direkte kunne målrette mod bugspytkirtelkræftceller, men de var nødt til at finde en måde, hvorpå de nanopartikler kunne komme igennem steder med vaskulær obstruktion forårsaget af pericytter, som begrænser adgangen til kræftcellerne. Gennem eksperimenter opdagede de, at de kunne interferere med en cellulær signalvej (kommunikationsmekanismen mellem celler), der styrer pericyttiltrækningen til tumorblodkarrene. Ved at lave nanopartikler, der effektivt binder en høj belastning af signalvejsinhibitoren, de udviklede en første bølge af nanopartikler, der adskiller pericyterne fra endotelcellerne (på blodkarret). Dette åbner den vaskulære port for den næste bølge af nanopartikler, som fører det kemoterapeutiske middel til kræftcellerne inde i tumoren.

For at teste denne to-bølge nanoterapi, forskerne brugte immunkompromitterede mus, der blev brugt til at dyrke humane bugspytkirteltumorer (kaldet xenografts) under musens hud. Med to-bølge metoden, xenograft-tumorerne havde en signifikant højere krympningsrate sammenlignet med dem, der blev udsat for kemoterapi givet standardmåden som et frit lægemiddel eller båret i nanopartikler uden første bølgebehandling.

"Denne to-bølge nanoterapi er et eksisterende eksempel på, hvordan vi søger at forbedre leveringen af ​​kemoterapi-lægemidler til deres tilsigtede mål ved hjælp af nanoteknologi til at levere en konstrueret tilgang, sagde Nel, chef for afdelingen for nanomedicin. "Det viser, hvordan de fysiske og kemiske principper for nanoteknologi kan integreres med de biologiske videnskaber for at hjælpe kræftpatienter ved at øge effektiviteten af ​​kemoterapi og samtidig reducere bivirkninger og toksicitet. Denne to-bølge behandlingstilgang kan også adressere biologiske hindringer i nanoterapier mht. andre former for kræft."