(PhysOrg.com) -- Onderzoekers van Harvard en Brigham en van het Women's Hospital hebben een methode ontwikkeld waarmee clinici hogere doses van een krachtig chemotherapiemedicijn kunnen gebruiken dat beperkt is omdat het niet alleen giftig is voor tumoren, maar ook voor de nieren van patiënten.

Het onderzoek, uitgevoerd bij proefdieren, trouwt met chemie en nanotechnologie om giftige platina-atomen aan tumoren te leveren, terwijl het platina bijna volledig blokkeert om zich op te hopen in de nier, volgens Shiladitya Sengupta, een Harvard-assistent-professor geneeskunde en gezondheidswetenschappen en technologie wiens laboratorium voor nanogeneeskunde aan het aan Harvard gelieerde Brigham and Women's Hospital het werk uitvoerde.

Sengupta heeft zijn onderzoek gedurende drie jaar gericht op cisplatine, een krachtig middel tegen kanker dat wordt gebruikt bij eerstelijns chemotherapie. Sengupta zei dat het medicijn, ongeveer 40 jaar geleden ontdekt, heeft veel positieve kanten. Het is relatief goedkoop en effectief tegen veel kankers. Zijn giftigheid, echter, beperkt het gebruik ervan.

“Zelfs als je verbluffende resultaten kunt zien als antitumortherapie, je kunt niet meer geven, ' zei Sengupta.

Ondanks verschillende pogingen, cisplatine is niet verbeterd, zei Sengupta. Er zijn twee vergelijkbare medicijnen op de markt die ook platina bevatten, maar hoewel ze minder giftig zijn voor de nieren, ze zijn ook minder actief tegen tumoren.

Hoewel de betrokken chemie complex is, de sleutel tot de effectiviteit van cisplatine - en de toxiciteit ervan - ligt in hoe gemakkelijk het platina afgeeft, zowel op de tumorplaats als, ongewenst, in de nieren.

Fabrikanten van de twee alternatieve medicijnen hebben de toxiciteit van die medicijnen verminderd door ze steviger vast te houden aan hun platina. Sengupta's werk nam een ​​ander spoor, echter. Begrijpend dat deeltjes groter dan vijf nanometer niet door de nieren worden geabsorbeerd, hij ging op zoek naar een supergrote cisplatine.

Inzicht in de chemische eigenschappen van het cisplatinemolecuul en de wetten die moleculaire vouwing bepalen, zijn team ontwierp een polymeer dat zou binden aan cisplatine, ongeveer zoals een draad door het centrale gat van een kraal loopt. Door voldoende cisplatine aan elkaar te rijgen, het hele molecuul wikkelde zich in een bal, 100 nanometer groot, te groot om in de nieren te komen.

Het kostte een paar pogingen om het moleculaire ontwerp goed te krijgen, zei Sengupta. Hoewel het oorspronkelijke ontwerp niet-toxisch bleek voor de nieren, het was niet zo effectief als het originele cisplatine. Sengupta en collega's hebben de chemische formule aangepast, zodat het molecuul niet zo stevig aan de platina-atomen vasthield.

Studies uitgevoerd door Basar Bilgicer, assistent-professor aan de Universiteit van Notre Dame, toonde aan dat het molecuul zich ophoopte in tumorweefsel, wiens lekkende bloedvaten het mogelijk maakten om uit de haarvaten te gaan die de tumor voeden. Het molecuul is te groot om in andere weefsels over te gaan, zoals de nier, longen, lever, en milt. Eenmaal vastgezet in de tumor, de hogere zuurgraad daar zorgde ervoor dat het molecuul uit elkaar viel, het dumpen van zijn giftige lading op het kankerweefsel.

"Het vertoonde absoluut minimale toxiciteit voor de nier, ' zei Sengupta.

De nieuwe verbinding is effectief gebleken tegen long- en borstkanker. Instructeur in pathologie Daniela Dinulescu van Brigham and Women's Hospital toonde ook aan dat de nanoverbinding beter presteerde dan cisplatine in een transgeen ovariumkankermodel dat de ziekte bij mensen nabootst.

Het onderzoek, die financiering ontving van de National Institutes of Health en het Breast Cancer Research Program van het ministerie van Defensie, is niet bij mensen uitgeprobeerd, en zou mogelijk langdurig testen vereisen voordat ze klaar zijn voor patiëntenzorg.

Beschreven in de vorige week Proceedings van de National Academy of Sciences , het project omvatte ook onderzoekers van de Universiteit van Notre Dame, de Harvard-MIT-divisie voor gezondheidswetenschappen en technologie, het Dana-Farber Kankerinstituut, het Nationaal Chemisch Laboratorium in Pune, Indië, en het Translational Health Science and Technology Institute in New Delhi.