Calciumsprængninger dræber lægemiddelresistente tumorceller

Multidrug-resistens (MDR) - en proces, hvor tumorer bliver resistente over for flere lægemidler - er hovedårsagen til svigt af cancerkemoterapi. Tumorceller erhverver ofte MDR ved at øge deres produktion af proteiner, der pumper lægemidler ud af cellen, gør kemoterapierne ineffektive. Nu, forskere, der rapporterer i ACS' Nano bogstaver har udviklet nanopartikler, der frigiver udbrud af calcium inde i tumorceller, hæmmer medicinpumper og reverserer MDR.

Et pumpeprotein kaldet P-glycoprotein (P-gp) spiller ofte en nøglerolle i MDR. P-gp er i cellemembranen, hvor den bruger energi i form af adenosintrifosfat (ATP) til at pumpe lægemidler ud af tumorceller. Forskere har forsøgt at blokere P-gp på forskellige måder, såsom med små molekyle hæmmere eller ved at udtømme ATP. Imidlertid, de hidtil anvendte strategier kan forårsage bivirkninger, eller de er ustabile i kroppen. Nogle af behandlingerne kan være svære at forberede. Kaixiang Zhang, Zhenzhong Zhang, Jinjin Shi og kolleger ønskede at blokere P-gp ved at bruge en anden tilgang. Tidligere forskning antydede, at overbelastning af tumorceller med calciumioner både kunne reducere produktionen af ​​P-gp og reducere ATP-niveauer. Men holdet havde brug for at finde en måde at levere kalkudbrud på, sammen med et kemoterapipræparat, inde i kræftceller.

Forskerne lavede en "calcium ion nanogenerator" (TCaNG) ved at fylde calciumphosphat nanopartikler med kemoterapilægemidlet doxorubicin og derefter belægge dem med molekyler, der ville tillade TCaNG at målrette og trænge ind i kræftceller. En gang inde i celler, TCaNG'er kom ind i et surt rum, hvor TCaNG'erne gik i opløsning, frigiver både doxorubicin og udbrud af calciumioner. Da holdet testede TCaNG på kræftceller i en petriskål i laboratoriet, både ATP- og P-gp-produktionen faldt, hvilket gjorde det muligt for doxorubicin at dræbe de tidligere resistente tumorceller. Ved test i tumorbærende mus, TCaNG-behandlede mus viste signifikant mindre tumorer efter 21 dages behandling end kontrolmus, uden synlige bivirkninger.