(PhysOrg.com) -- Vrijwel elk onderzoek waarbij nanodeeltjes worden gebruikt om medicijnen en beeldvormende middelen aan tumoren te leveren, begint met het laden van de klinische lading in het nanodeeltje en vervolgens het injecteren van het resulterende afgiftemiddel in het lichaam. Hoewel effectief bij het verminderen van de klaring uit het lichaam en het verbeteren van de retentie van geneesmiddelen of beeldvormende middelen in een tumor, de nanodeeltjes bewegen relatief langzaam vanuit de circulatie naar het hart van de tumor.

Nutsvoorzieningen, een paar onderzoekers van de Universiteit van Toronto hebben aangetoond dat een systeem dat zichzelf assembleert tot een nanodeeltje, compleet met medicijn of beeldvormend middel, als het eenmaal in een tumor terechtkomt, kan het de snelheid waarmee klinisch belangrijke moleculen in tumoren terechtkomen dramatisch verhogen en die moleculen nog steeds in de tumor opsluiten. Warren Chan en postdoctoraal fellow Steven Perrault voerden het onderzoek uit en publiceerden de resultaten van hun werk in de Proceedings van de National Academy of Sciences.

Het doel van dit project was om een ​​nanodeeltjessysteem te ontwikkelen dat de snelle 'in'-snelheid voor geneesmiddelen met kleine moleculen of beeldvormende middelen zou combineren met de glaciale 'uit'-snelheid die wordt geassocieerd met nanodeeltjes. Hierdoor zou zoveel mogelijk geneesmiddel of beeldvormend middel in tumoren kunnen komen en erin kunnen blijven, terwijl het lichaam het actieve materiaal dat in de bloedbaan achterbleef of toevallig in niet-gericht weefsel terechtkwam, snel kan uitscheiden. Om een ​​systeem te creëren dat deze twee schijnbaar onverenigbare kenmerken zou combineren, Drs. Chan en Perrault injecteren eerst gouden nanodeeltjes met een diameter van 30 nanometer gecoat met een biotine-getermineerd polymeer; de polmer zorgt ervoor dat de deeltjes niet aan elkaar blijven kleven en de biotine zorgt voor latere conjugatie met beeldvormende middelen of medicijnen. In de loop van de komende 24 uur, veel van de gouden nanodeeltjes hopen zich op in tumoren, terwijl de rest uit het lichaam wordt uitgescheiden.

Volgende, de onderzoekers injecteren de aan streptavidine gekoppelde werkzame stof, een molecuul dat stevig en specifiek bindt aan biotine. Dit kleine molecuulconstruct dringt gemakkelijk tumoren binnen, evenals andere weefsels, maar eenmaal in de tumoren plakt het op een bijna onomkeerbare manier aan de gouden nanodeeltjes, de snelheid waarmee het actieve molecuul de tumor zal verlaten aanzienlijk verminderen.

Met behulp van een fluorescerende kleurstof als het actieve molecuul gekoppeld aan streptavidine, Drs. Chan en Perrault waren in staat om de kinetiek van geneesmiddelaccumulatie in de tumor te volgen. De resultaten waren opmerkelijk:het actieve molecuul accumuleerde een bijna 200-voudige toename van de snelheid waarmee het geneesmiddel zich ophoopte in tumoren in vergelijking met dieren die de met biotine gecoate gouden nanodeeltjes niet kregen. In aanvulling, voorbehandelde tumoren verzamelden vijf keer meer van de fluorescerende sonde dan de controledieren.

Dit werk wordt gedetailleerd beschreven in een document met de titel, "In vivo assemblage van nanodeeltjescomponenten om gerichte kankerbeeldvorming te verbeteren." Een samenvatting van dit artikel is beschikbaar op de website van het tijdschrift.