Veel krachtige geneesmiddelen tegen kanker hebben grote nadelen:ze mengen zich niet met water, wat betekent dat ze een beperkte oplosbaarheid in bloed hebben, en ze missen selectiviteit voor kankercellen.

Onderzoekers van de Universiteit van Alabama in Birmingham en het Texas Tech University Health Sciences Center hebben microkubussen ontwikkeld die een hydrofoob antikankermedicijn kunnen opzuigen en aan kankercellen kunnen afleveren. Weefselkweektesten tonen deze kleine, poreuze kubussen, geladen met het hydrofobe medicijn, zijn krachtiger tegen leverkankercellen en minder schadelijk voor normale levercellen, vergeleken met het medicijn alleen.

"Wij zijn van mening dat ons nieuwe medicijnafgifteplatform voor het zeer krachtige antikankergeneesmiddel BA-TPQ een gemakkelijke methode biedt voor het inkapselen van hydrofobe geneesmiddelen en een verbeterde werkzaamheid voor leverkankertherapie kan vergemakkelijken, " zeiden de onderzoekers in een Acta Biomaterialia papier. De leverkanker, hepatocellulair carcinoom, is wereldwijd de op twee na belangrijkste doodsoorzaak door kanker, en de behoefte aan nieuwe curatieve verbindingen die de patiëntresultaten kunnen verbeteren, is dringend.

BA-TPQ is een iminoquinon-derivaat, en het is een van de krachtigste analogen van natuurlijke antikankerverbindingen die zijn ontdekt in de Filippijnse spons Zyzzya fuliginosa .

BA-TPQ heeft een hoge potentie tegen menselijke borst- en prostaatkankercellijnen, maar het gebruik ervan is beperkt door de slechte oplosbaarheid, lage biologische beschikbaarheid en ongewenste toxiciteit. De doelen voor een toedieningssysteem zijn verbeterde werkzaamheid tegen kanker en vermindering van bijwerkingen.

Het onderzoek werd geleid door co-senior auteurs Eugenia Kharlampieva, doctoraat, en Sadanandan E. Velu, doctoraat, beide universitair hoofddocent scheikunde aan het UAB College of Arts and Sciences, en Ruiwen Zhang, MD, doctoraat, professor aan de School of Pharmacy, Texas Tech University Health Sciences Center.

De kubussen van 2 micrometer zijn gemaakt van lagen verknoopt poly(methacrylzuur) gevormd op een poreuze steiger die vervolgens wordt verwijderd. Poly(methacrylzuur) is niet-toxisch en biocompatibel voor klinisch gebruik.

De met BA-TPQ gevulde hydrogeldragers zijn zacht maar kunnen hun kubusvorm behouden, en de kubusvorm helpt de opname door kankercellen. Een hogere redoxpotentiaal, zoals die in cellen wordt aangetroffen, vergemakkelijkt het oplossen van de kleine blokjes en de afgifte van het BA-TPQ-medicijn. Verder, kankercellen hebben vaak hogere redoxpotentialen dan normale cellen.

De met medicijnen beladen kubussen kunnen worden gevriesdroogd en vervolgens opnieuw in oplossing worden gesuspendeerd zonder hun vorm te verliezen, waardoor de kubussen op lange termijn als poeder kunnen worden bewaard.

Naast de selectiviteit van de BA-TPQ-hydogel-kubussen voor de twee geteste lijnen van leverkankercellen in vergelijking met normale levercellen, de met medicijnen beladen kubussen beïnvloedden de expressie van genen die betrokken zijn bij de promotie of preventie van kanker.

Voor één lijn leverkankercellen, het inkapselen van BA-TPQ in de hydrogelblokjes versterkte significant de potentie van BA-TPQ om de expressie van het oncogene eiwit te verminderen, MDM2, en de expressie van de tumorsuppressor verhogen, p53, en de celproliferatieonderdrukker, p21. Tests in een andere lijn van leverkankercellen toonden aan dat de verhoogde remming van MDM2 door BA-TPQ-hydrogelkubussen onafhankelijk was van de p53-status, wat betekent dat voor kankercellen met p53-mutatie, vaak voorkomend in hepatocarcinoomcellen en het bevorderen van tumorigenese, de BA-TPQ-hydrogelkubussen kunnen een succesvolle kandidaat zijn voor antitumorbehandeling.

Hoewel hydrogelblokjes geladen met BA-TPQ intraveneus kunnen worden toegediend, de onderzoekers toonden ook aan dat ze ook oraal kunnen worden ingenomen. De met medicijnen beladen kubussen behielden hun integriteit wanneer ze werden blootgesteld aan een sterk zure omgeving van pH 2, maagaandoeningen nabootsen, en ze vertoonden verhoogde permeabiliteit over een monolaag van epitheelcellen, vergeleken met alleen medicijnen, wat wijst op een betere kans op absorptie voor de met medicijnen beladen hydrogelblokjes uit de darm.