Til venstre er det skematiske design af det TRAIL/Dox-fyldte blodplademembran-coatede nanogel-leveringssystem. TRAIL er fastgjort på overfladen af membranen, og Dox er fyldt i kernen af nanogel. Til højre er et transmissionselektronmikroskopbillede af lægemiddelleveringssystemet. Sort er den syntetiske kerne nanogel, den ydre skal er blodplademembranen.
Forskere har for første gang udviklet en teknik, der dækker kræftlægemidler i membraner lavet af en patients egne blodplader, lader stofferne holde længere i kroppen og angriber både primære kræftsvulster og de cirkulerende tumorceller, der kan få en kræft til at metastasere. Arbejdet blev testet med succes i en dyremodel.
"Der er to vigtige fordele ved at bruge blodplademembraner til at overtrække anticancermedicin, " siger Zhen Gu, tilsvarende forfatter til et papir om arbejdet og en adjunkt i det fælles biomedicinske ingeniørprogram ved North Carolina State University og University of North Carolina ved Chapel Hill. "Først, Kræftcellernes overflade har en affinitet til blodplader - de klæber til hinanden. Sekund, fordi blodpladerne kommer fra patientens egen krop, medicinbærerne er ikke identificeret som fremmedlegemer, så holder længere i blodbanen."
"Denne kombination af funktioner betyder, at stofferne ikke kun kan angribe det primære tumorsted, men er mere tilbøjelige til at finde og binde sig til tumorceller, der cirkulerer i blodbanen - i det væsentlige angriber nye tumorer, før de starter, " siger Quanyin Hu, hovedforfatter af papiret og en ph.d. studerende på den fælles biomedicinske ingeniøruddannelse.
Her er, hvordan processen fungerer. Blod tages fra en patient - en laboratoriemus i tilfælde af denne forskning - og blodpladerne opsamles fra det blod. De isolerede blodplader behandles for at udtrække blodplademembranerne, som derefter anbringes i en opløsning med en gel i nanoskala indeholdende kræftlægemidlet doxorubicin (Dox), som angriber kernen i en kræftcelle. Løsningen er komprimeret, at tvinge gelen gennem membranerne og skabe nanoskala-kugler, der består af blodplademembraner med Dox-gelkerner. Disse kugler behandles derefter, så deres overflader er belagt med kræftlægemidlet TRAIL, som er mest effektiv til at angribe kræftcellernes cellemembraner.
Når den slippes ud i en patients blodbane, disse pseudo-blodplader kan cirkulere i op til 30 timer – sammenlignet med cirka seks timer for køretøjer i nanoskala uden belægning.
Når en af pseudo-blodpladerne kommer i kontakt med en tumor, tre ting sker mere eller mindre på samme tid. Først, P-Selectin-proteinerne på blodplademembranen binder til CD44-proteinerne på overfladen af kræftcellen, låser den på plads. Sekund, SPORET på pseudo-blodpladens overflade angriber kræftcellemembranen. Tredje, pseudo-blodpladen i nanoskala sluges effektivt af den større kræftcelle. Det sure miljø inde i kræftcellen begynder derefter at bryde pseudo-blodpladen fra hinanden – og frigør Dox til at angribe kræftcellens kerne.
I en undersøgelse med mus, forskerne fandt ud af, at brug af Dox og TRAIL i pseudo-blodplade-lægemiddelleveringssystemet var signifikant mere effektivt mod store tumorer og cirkulerende tumorceller end at bruge Dox og TRAIL i et nano-gel-leveringssystem uden blodplademembranen.
"Vi vil gerne lave yderligere prækliniske tests på denne teknik, " siger Gu. "Og vi tror, det kunne bruges til at levere andre stoffer, såsom dem, der er rettet mod hjerte-kar-sygdomme, hvor blodplademembranen kunne hjælpe os med at målrette relevante steder i kroppen."