Injicerbar nanopartikelgenerator kunne radikalt transformere metastatisk kræftbehandling

Et team af efterforskere fra Houston Methodist Research Institute kan have transformeret behandlingen af ​​metastatisk tredobbelt negativ brystkræft ved at skabe det første lægemiddel til med succes at eliminere lungemetastaser hos mus. Denne skelsættende undersøgelse vises i dag i Natur bioteknologi .

Størstedelen af ​​kræftdødsfald skyldes metastaser i lunge og lever, men der er ingen kur. Eksisterende kræftlægemidler giver begrænset fordel på grund af deres manglende evne til at overvinde biologiske barrierer i kroppen og nå kræftcellerne i tilstrækkelige koncentrationer. Houston Methodist nanoteknologi og kræftforskere har løst dette problem ved at udvikle et lægemiddel, der genererer nanopartikler inde i lungemetastaserne i mus.

I dette studie, 50 procent af de mus, der blev behandlet med stoffet, havde ingen spor af metastatisk sygdom efter otte måneder. Det svarer til omkring 24 års langtidsoverlevelse efter metastatisk sygdom for mennesker.

På grund af kroppens egne forsvarsmekanismer, de fleste kræftlægemidler absorberes i sundt væv, hvilket forårsager negative bivirkninger, og kun en brøkdel af det administrerede lægemiddel når faktisk tumoren, gør det mindre effektivt, sagde Mauro Ferrari, Ph.D, præsident og administrerende direktør for Houston Methodist Research Institute. Denne nye behandlingsstrategi muliggør sekventiel passage af de biologiske barrierer for at transportere det dræbende middel ind i kræftens hjerte. Det aktive lægemiddel frigives kun inde i kernen af ​​den metastatiske sygdomscelle, undgå kræftcellernes multidrug-resistensmekanisme. Denne strategi dræber effektivt tumoren og giver betydelig terapeutisk fordel i alle mus, herunder langsigtet overlevelse hos halvdelen af ​​dyrene.

Denne opdagelse kommer 20 år efter, at Ferrari startede sit arbejde med nanomedicin. Ferrari og Haifa Shen, M.D., Ph.D., er co-senior forfattere på papiret, som beskriver virkningen af ​​den injicerbare nanopartikelgenerator (iNPG), og hvordan en kompleks metode til transport af en nano-version af et standard kemoterapimedicin førte til aldrig før set resultater i musemodeller med tredobbelt negativ brystkræft, der havde metastaseret til lungerne.

"Dette lyder måske som science fiction, som om vi har trængt ind og ødelagt Dødsstjernen, men det, vi opdagede, er transformerende. Vi opfandt en metode, der rent faktisk fremstiller nanopartikler inde i kræften og frigiver lægemiddelpartiklerne på stedet for den cellulære kerne. Med denne injicerbare nanopartikelgenerator, vi var i stand til at gøre hvad standard kemoterapimedicin, vacciner, stråling, og andre nanopartikler har alle undladt at gøre, " sagde Ferrari.

Houston Methodist har udviklet god fremstillingspraksis (GMP) for dette lægemiddel og planlægger at fastspore forskningen for at opnå FDA-godkendelse og begynde sikkerheds- og effektundersøgelser hos mennesker i 2017.

"Jeg ville aldrig ønske at overprisere de tusinder af kræftpatienter, der leder efter en kur, men dataene er forbløffende, " sagde Ferrari, senior dekan og professor i medicin, Weill Cornell Medicin. "Vi taler om at ændre landskabet for at helbrede metastatisk sygdom, så det er ikke længere en dødsdom."

Houston Methodist-teamet brugte doxorubicin, et kræftlægemiddel, der har været brugt i årtier, men som har negative bivirkninger på hjertet og ikke er en effektiv behandling mod metastatisk sygdom. I dette studie, doxorubicin blev pakket i den injicerbare nanopartikelgenerator, der består af mange komponenter.

Shen, et højtstående medlem af afdelingen for nanomedicin ved Houston Methodist Research Institute, forklarer, at hver komponent har en specifik og væsentlig rolle i lægemiddelleveringsprocessen. Den første komponent er det nanoporøse siliciummateriale, der naturligt nedbrydes i kroppen. Den anden komponent er en polymer, der består af flere strenge, der indeholder doxorubicin. En gang inde i tumoren, siliciummaterialet nedbrydes, frigive trådene. På grund af naturlige termodynamiske kræfter, disse tråde krøller sig sammen og danner nanopartikler, der optages af kræftcellerne. Når de var inde i kræftcellerne, den sure pH tæt på kernen får lægemidlet til at blive frigivet fra nanopartiklerne. Inde i kernen, det aktive stof virker ved at dræbe cellen.

"Hvis denne forskning viser sig i mennesker, og vi ser endda en brøkdel af denne overlevelsestid, vi taler stadig om dramatisk forlængelse af levetiden i mange år. Det er hovedsageligt en kur i en patientpopulation, der nu får at vide, at der ikke er nogen, " sagde Ferrari, som besidder Ernest Cockrell Jr. Presidential Distinguished Chair og betragtes som en af ​​grundlæggerne af nanomedicin og onkofysik (fysik af massetransport inden for en kræftlæsion).

Houston Methodist -teamet håber, at dette nye lægemiddel kan hjælpe kræftlæger med at helbrede lungemetastaser fra anden oprindelse, og muligvis også primær lungekræft.