(PhysOrg.com) -- De toepassing van nanotechnologie op het gebied van medicijnafgifte heeft de afgelopen jaren veel aandacht getrokken. Bij kankeronderzoek nanotechnologie is veelbelovend voor de ontwikkeling van gerichte, gelokaliseerde levering van geneesmiddelen tegen kanker, waarbij alleen kankercellen worden aangetast.

Dergelijke gerichte therapiemethoden zouden een grote vooruitgang betekenen ten opzichte van de huidige chemotherapie, waarin geneesmiddelen tegen kanker door het lichaam worden verspreid, het aanvallen van gezonde cellen samen met kankercellen en het veroorzaken van een aantal nadelige bijwerkingen.

Door uitgebreide studies uit te voeren op muizen met menselijke tumoren, UCLA-wetenschappers hebben resultaten verkregen die het onderzoek een stap dichter bij dit doel brengen. In een paper gepubliceerd op 8 juli in het tijdschrift Klein , onderzoekers van UCLA's California NanoSystems Institute en Jonsson Comprehensive Cancer Center tonen aan dat mesoporeuze silica nanodeeltjes (MSN's), kleine deeltjes met duizenden poriën, kan chemotherapeutische geneesmiddelen in vivo opslaan en afleveren en tumoren bij muizen effectief onderdrukken.

De onderzoekers toonden ook aan dat MSN's zich na toediening bijna uitsluitend in tumoren ophopen en dat de nanodeeltjes uit het lichaam worden uitgescheiden nadat ze hun chemotherapeutische medicijnen hebben afgeleverd.

De studie werd gezamenlijk uitgevoerd in de laboratoria van Fuyu Tamanoi, een UCLA hoogleraar microbiologie, immunologie en moleculaire genetica en directeur van het signaaltransductie- en therapieprogramma bij het Jonsson Comprehensive Cancer Center van de UCLA, en Jeffrey Zink, een UCLA hoogleraar scheikunde en biochemie.

In de studie, onderzoekers ontdekten dat MSN's gedurende langere tijd in de bloedbaan circuleren en zich voornamelijk ophopen in tumoren. De tumoraccumulatie kan verder worden verbeterd door een targetinggroep aan MSN's te koppelen, aldus de onderzoekers.

De behandeling van muizen met met camptothecine geladen MSN's leidde tot krimp en regressie van xenotransplantaattumoren. Tegen het einde van de behandeling, de muizen waren in wezen tumorvrij, en de acute en langdurige toxiciteit van MSN's voor de muizen was verwaarloosbaar. In deze studie werden muizen met borstkanker gebruikt, maar de onderzoekers hebben onlangs vergelijkbare resultaten verkregen met muizen met menselijke alvleesklierkanker.

"Onze huidige studie laat zien, Voor de eerste keer, dat MSN's effectief zijn voor de afgifte van geneesmiddelen tegen kanker en dat de capaciteit voor tumoronderdrukking aanzienlijk is, ' zei Tamanoi.

"Twee eigenschappen van deze nanodeeltjes zijn belangrijk, " zei Lu. "Eerst, hun vermogen om zich op te hopen in tumoren is uitstekend. Ze lijken het bewakingsmechanisme te omzeilen dat normaal gesproken lichaamsvreemde stoffen verwijdert. Tweede, de meeste nanodeeltjes die in de muizen werden geïnjecteerd, werden binnen vier dagen via urine en ontlasting uitgescheiden. De laatste resultaten zijn behoorlijk interessant en kunnen de lage toxiciteit verklaren die is waargenomen in de biocompatibiliteitsexperimenten die we hebben uitgevoerd."

Onderzoekers van het Nano Machine Center for Targeted Delivery en On-Demand Release wijzigen MSN's - die gemakkelijk kunnen worden gewijzigd - zodat de nanodeeltjes kunnen worden uitgerust met nanomachines. Bijvoorbeeld, nanovalves worden aan de opening van de poriën vastgemaakt om de afgifte van geneesmiddelen tegen kanker te beheersen. In aanvulling, het inwendige van de poriën wordt gemodificeerd zodat de door licht geïnduceerde afgifte van geneesmiddelen tegen kanker kan worden bereikt.

"We kunnen zowel de deeltjes zelf als de aanhechtingen op de deeltjes op allerlei manieren modificeren, wat dit materiaal bijzonder aantrekkelijk maakt voor technische voertuigen voor het afleveren van medicijnen, ' zei Zink.

Het team plant nu toekomstig onderzoek waarbij MSN's worden getest in verschillende diermodelsystemen en uitgebreide onderzoeken worden uitgevoerd naar de veiligheid van MSN's.

"Uitgebreid onderzoek met praktische doseringen die adequaat en geschikt zijn voor in vivo afgifte van geneesmiddelen tegen kanker is nodig voordat MSN's klinieken kunnen bereiken als een systeem voor het toedienen van geneesmiddelen, ' zei Tamanoi.

Het onderzoek kreeg steun van de National Institutes of Health en de National Science Foundation. In aanvulling, NanoPacific Holdings Inc. heeft de dierproeven kritisch ondersteund.