Forskere bruger nanopartikler til at sende kemoterapimedicin direkte til tumorstedet

Den samlede femårige overlevelsesrate for mennesker med bugspytkirtelkræft er kun 6 procent, og der er et akut behov for nye behandlingsmuligheder. Mere end 80 procent af bugspytkirtelkræftdiagnoserne kommer for sent til operation, gør kemoterapi til den eneste mulige behandling.

Forskere fra California NanoSystems Institute ved UCLA og UCLA's Jonsson Comprehensive Cancer Center har udviklet et leveringssystem til ét kemoterapilægemiddel, der i høj grad reducerer forekomsten af ​​alvorlige bivirkninger og samtidig forbedrer lægemidlets effektivitet mod bugspytkirtelkræft. Tilgangen bruger mesoporøse silicananopartikler til at levere lægemidlet direkte til tumoren i stedet for at få det frie lægemiddel spredt i hele kroppen via blodbanen.

Undersøgelsen blev ledet af Dr. Andre Nel, associeret direktør for California NanoSystems Institute, og Huan Meng, en adjunkt i nanomedicin; den blev offentliggjort i tidsskriftet ACS Nano. Xiangsheng Liu, en postdoc i UC Center for Environmental Impplications of Nanotechnology, var undersøgelsens første forfatter.

I de seneste år, kemoterapiregimet kendt som FOLFORINOX, som kombinerer stofferne 5-fluorouracil, irinotecan, oxaliplatin og leucovorin, har forbedrede overlevelsesresultater i forhold til standardbehandlingsmuligheden, gemcitabin, som har færre bivirkninger. De alvorlige bivirkninger af FOLFORINOX, som primært er forårsaget af irinotecan-komponenten, betyde, at kun et mindretal af de sundeste patienter kan behandles med det.

Silica -nanopartiklerne, der blev brugt i undersøgelsen, fungerer som glasbobler, der indeholder en stor mængde irinotecan i porer på deres overflader. Partiklerne er pakket ind i et dobbelt lag lipider, ligner cellemembraner, som sikkert fanger lægemidlet uden lækage, indtil nanopartiklerne når kræftstedet, hvor den er designet til at losse lægemidlet baseret på kræftcellens sure miljø.

"På grund af stabil retention af lægemiddel i lipidlagene, nanopartiklerne reducerer i høj grad mængden af ​​sunde vævsceller, der udsættes for irinotecan, " sagde Nel. "De alvorlige bivirkninger af irinotecan skyldes i høj grad dets eksponering for sundt væv såsom knoglemarv, lever, og tarm."

Forskerne sammenlignede effektiviteten af ​​de lipid-coatede nanopartikler med en FDA-godkendt irinotecan-bærer, der omslutter lægemiddelmolekyler i fede sfæriske partikler kaldet liposomer. Hos mus med humane bugspytkirteltumorer, levering af lægemidlet via silica-nanopartikler reducerede tumorstørrelsen mere effektivt end at levere det via liposomer. Nanopartikelteknikken var også mere sikker, fordi mindre af stoffet lækkede ud i blodbanen.

"Dette reducerede dramatisk mængden af ​​alvorlige bivirkninger til knoglemarven, mave -tarmkanalen og leveren hos musene. Nanopartiklerne var også mere effektive end liposomerne til behandling af spredning af tumorer til omgivende organer, " sagde Liu.

Forskerne mener, at en FOLFORINOX-kur kunne gøres sikrere og mere effektiv mod bugspytkirtelkræft ved at bruge det mesoporøse silica-nanopartikel-leveringssystem til irinotecan, sagde Meng. Han tilføjede, at de stadig har et stykke vej tilbage, før de lancerer et klinisk forsøg med mennesker, men med denne undersøgelse har de udviklet en normal strategi for levering af irinotecan med en nanopartikel. Deres teknik ville gøre det relativt nemt at skalere teknologien op til produktionsniveauer, fordi nanopartiklernes effektivitet betyder, at der kræves mindre af stoffet til behandling.