De standaardbenadering van kankertherapie is tegenwoordig het mixen en matchen van chemotherapiemedicijnen om tumoren op meerdere manieren aan te vallen. Nutsvoorzieningen, twee afzonderlijke teams van onderzoekers hebben aangetoond dat het gebruik van nanodeeltjes om meerdere medicijnen tegelijk af te geven een synergetisch effect kan hebben dat het celdodende vermogen van beide medicijnen verhoogt.

In een studie, een team van onderzoekers van de Northwestern University heeft aangetoond dat ze twee krachtige maar extreem giftige antikankermiddelen - cisplatine en doxorubicine - kunnen combineren in één polymeer nanodeeltje, produceren een substantiële boost in hun vermogen van de combinatie om tumoren te vernietigen. In aanvulling, het twee-in-een nanodeeltje vermindert de hoeveelheid van beide medicijnen die nodig zijn om kankercellen te doden, die vermoedelijk de toxische bijwerkingen geassocieerd met deze medicijnen zou verminderen.

SonBinh Nguyen en Thomas O'Halloran leidden deze studie, die werd gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society . Dr. O'Halloran is de co-hoofdonderzoeker van een van de 12 Cancer Nanotechnology Platform Partnerships die worden gefinancierd door de National Cancer Institute Alliance for Nanotechnology in Cancer. Hij is ook lid van het Northwestern University Center for Cancer Nanotechnology Excellence (CCNE), die ook deel uitmaakt van de Alliance for Nanotechnology in Cancer.

Hoewel oorspronkelijk ontworpen om arseentrioxide naar vaste tumoren te transporteren, de nanodeeltjes die in deze studie worden gebruikt, blijken behoorlijk veelzijdig te zijn in hun vermogen om een ​​breed scala aan ladingen naar maligniteiten te vervoeren. In dit onderzoek, de onderzoekers wilden zien of het afleveren van twee medicijnen in één nanodeeltje voordelen bood om ze zonder het nanodeeltje of in afzonderlijke nanodeeltjes af te leveren. De nanodeeltjes, die de onderzoekers nanobins noemen, worden gemaakt door een liposoom in een pH-responsieve polymeerkooi te omhullen. In dit geval, doxorubicine zit opgesloten in de kern van het liposoom, terwijl cisplatine in de polymeerkooi was opgesloten.

In een eerste reeks experimenten, de onderzoekers stelden vast dat een verhouding van 5 tot 1 van cisplatine tot doxorubicine het meest effectief was bij de behandeling van eierstoktumoren wanneer de twee geneesmiddelen in hetzelfde nanodeeltje werden gecombineerd. Toen de twee geneesmiddelen in deze verhouding werden toegediend, maar met elk in zijn eigen nanodeeltje, de combinatie was niet alleen minder effectief in het doden van kwaadaardige cellen, maar de twee drugs leken met elkaar te interfereren, een fenomeen dat vaak wordt waargenomen in de klinische praktijk. Het toedienen van de twee medicijnen in hetzelfde nanodeeltje zorgt ervoor dat de medicijnen tegelijkertijd hun intracellulaire doelen raken, dat is wat waarschijnlijk leidt tot het synergisme dat in deze studie is waargenomen.

In de tussentijd, Mansoor Amiji en Zhenfeng Duan, co-hoofdonderzoekers van het Cancer Nanotechnology Platform Partnership aan de Northeastern University, hebben aangetoond dat een ander type polymeer nanodeeltje ook twee antikankermiddelen tegelijk kan afgeven en als resultaat kankercellen kan doden die resistent zijn geworden tegen medicamenteuze behandeling. In dit geval, de onderzoekers synthetiseerden biocompatibele polymeernanodeeltjes die paclitaxel en lonidamine ingesloten en die gericht waren op de epidermale groeifactorreceptor (EGFR) die tot overexpressie wordt gebracht op zeer agressieve tumoren. Wanneer toegevoegd aan tumorcellen die in kweek groeien, het nanodeeltje dat beide geneesmiddelen bevatte, was veel effectiever in het doden van de resistentiecellen dan wanneer de twee geneesmiddelen gelijktijdig in afzonderlijke nanodeeltjes werden toegediend. De onderzoekers rapporteerden hun bevindingen in het tijdschrift Moleculaire Farmaceutica .

In een aparte reeks experimenten, waarvan de resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Internationale editie van Angewandte Chemie , Drs. Nguyen en O'Halloran, vergezeld door Thomas Meade, een ander lid van de Northwestern CCNE, aangetoond dat nanobins ook een therapeutisch en magnetische resonantie beeldvormend middel kunnen leveren aan tumoren. In dit onderzoek, de onderzoekers laadden het antikankermiddel gemcitabine in de kern van de nanobin en voegden een gadolinium magnetische resonantie contrastmiddel toe aan het oppervlak van de nanobin. Wanneer toegevoegd aan tumorcellen van muizen, de nanobins werden snel opgenomen en de nanobins waren duidelijk zichtbaar in magnetische resonantiebeelden. In aanvulling, de nanodeeltjes gaven hun gemcitabine-lading vrij zodra de nanobins door de gekweekte cellen waren opgenomen.