Nanopartikel-baserede kræftbehandlinger har vist sig at virke hos mennesker

Et team af forskere ledet af Caltech-forskere har vist, at nanopartikler kan fungere til at målrette tumorer og samtidig undgå tilstødende sundt væv hos humane cancerpatienter.

"Vores arbejde viser, at denne specificitet, som tidligere vist i prækliniske dyreforsøg, kan faktisk forekomme hos mennesker, " siger studieleder Mark E. Davis, Warren og Katharine Schlinger professor i kemiteknik ved Caltech. "Evnen til at målrette tumorer er en af ​​de primære årsager til at bruge nanopartikler som terapeutiske midler til at behandle solide tumorer."

Fundene, offentliggjort online i ugen den 21. marts, 2016 i bladet Proceedings of the National Academy of Sciences , demonstrere, at nanopartikelbaserede terapier kan fungere som en "præcisionsmedicin" til målretning af tumorer, mens sundt væv efterlades intakt.

I undersøgelsen, Davis og hans kolleger undersøgte gastriske tumorer fra ni menneskelige patienter både før og efter infusion med et lægemiddel - camptothecin - der var kemisk bundet til nanopartikler på omkring 30 nanometer i størrelse.

"Vores nanopartikler er så små, at hvis man skulle øge størrelsen til en fodbold, stigningen i størrelse ville være i samme rækkefølge som at gå fra en fodbold til planeten Jorden, " siger Davis, som også er medlem af City of Hope Comprehensive Cancer Center i Duarte, Californien, hvor det kliniske forsøg blev udført.

Holdet fandt ud af, at 24 til 48 timer efter, at nanopartiklerne blev administreret, de var lokaliseret i tumorvævet, frigivet deres narkotikalast, og stoffet havde den tilsigtede biologiske virkning at hæmme to proteiner, der er involveret i udviklingen af ​​kræften. Lige vigtigt, både nanopartiklerne og lægemidlet var fraværende i sundt væv ved siden af ​​tumorerne.

Nanopartiklerne er designet til at være fleksible transportmidler. "Vi kan knytte forskellige lægemidler til nanopartiklerne, og ved at ændre kemien i bindingen, der forbinder lægemidlet med nanopartiklerne, vi kan ændre frigivelseshastigheden af ​​lægemidlet til at være hurtigere eller langsommere, " siger Andrew Clark, en kandidatstuderende i Davis's laboratorium og undersøgelsens første forfatter.

Davis siger, at hans holds resultater tyder på, at et fænomen kendt som den forbedrede permeabilitets- og retentionseffekt (EPR) er på arbejde hos mennesker. I EPR-effekten, unormale blodkar, der er "lækkere" end normale blodkar i sundt væv, gør det muligt for nanopartikler fortrinsvis at koncentrere sig i tumorer. Indtil nu, eksistensen af ​​EPR-effekten er kun endegyldigt bevist i dyremodeller af humane kræftformer.

"Vores resultater beviser ikke EPR-effekten hos mennesker, men de er fuldstændig i overensstemmelse med det, " siger Davis.

Resultaterne kan også være med til at bane vejen mod mere effektive kræftmedicincocktails, der kan skræddersyes til at bekæmpe specifikke kræftformer, og som efterlader patienter med færre bivirkninger.

"Lige nu, hvis en læge ønsker at bruge flere lægemidler til at behandle en kræftsygdom, de kan ofte ikke gøre det, fordi de kumulative toksiske virkninger af lægemidlerne ikke ville blive tolereret af patienten, " siger Davis. "Med målrettede nanopartikler, du har langt færre bivirkninger, så det forventes, at kombinationen af ​​lægemidler kan vælges ud fra biologien og medicinen frem for lægemidlernes begrænsninger."