(PhysOrg.com) -- Met de komst van gerichte medicamenteuze therapie voor de behandeling van kanker, het is duidelijk geworden dat een belangrijke voorspeller van het succes van deze therapieën is of een dergelijk medicijn zijn doel bij de patiënt bereikt. De uiteindelijke maatstaf voor succes is overleven, maar het hebben van een snelle mate van medicijntargeting zou oncologen in staat stellen om vroegtijdige veranderingen in de therapie aan te brengen als de hoeveelheid medicijn die het beoogde doelwit bereikte onvoldoende was om een ​​tumor te doden.

Ralph Weissleder en zijn collega's van de Harvard Medical School hebben misschien precies ontwikkeld wat oncologen bestelden. Magnetische nanodeeltjes gebruiken als een gevoelige uitlezing van medicijntargeting, en een geminiaturiseerd instrument voor nucleaire magnetische resonantie (NMR), Het team van Weissleder creëerde een nieuw systeem voor het direct meten van zowel doelexpressie als geneesmiddelbinding in een klein aantal tumorcellen verkregen via naaldbiopsie. Deze nieuwe techniek heeft het potentieel om realtime resultaten te geven op het moment van biopsie. Weissleder is de co-hoofdonderzoeker van het MIT-Harvard Center for Cancer Nanotechnology Excellence.

Zijn werk rapporteren in het tijdschrift ACS Nano , het Harvard-team toonde aan dat ze hun systeem konden gebruiken om te meten hoe effectief zogenaamde PARP-remmers zijn bij het binden aan hun beoogde doelwit, het eiwit poly(ADP-ribose) polymerase (PARP). Verschillende PARP-remmers doorlopen klinische proeven voor de behandeling van borst- en eierstokkanker. De onderzoekers merken op, Hoewel, dat hun systeem breed toepasbaar is op vrijwel elk type medicijn dat moet binden aan een specifiek moleculair doelwit.

Het belangrijkste onderdeel van dit specifieke testsysteem is een met dextran gecoat, verknoopt ijzeroxide (CLIO) nanodeeltje gekoppeld aan een kleinmoleculige remmer van PARP. Nadat de onderzoekers dit construct hadden voorbereid, ze testten het op vijf verschillende tumorcellijnen die verschillende niveaus van PARP produceren. Na het mengen van de nanodeeltjes met de cellen, niveaus van PARP-expressie werden gemeten met behulp van een geminiaturiseerd NMR-instrument ter grootte van een mobiele telefoon. De resultaten, verkregen uit slechts 1500 cellen, kwamen overeen met die verkregen met behulp van standaard eiwitexpressietechnologieën.

Volgende, de onderzoekers testten hun systeem om te zien of het de doelbinding voor vijf verschillende in de handel verkrijgbare PARP-remmers kon bepalen. Opnieuw, de resultaten, verkregen in minder dan 90 minuten en vanaf 10, 000 cellen, overeenkwam met die verkregen met behulp van andere, uitgebreider, tijdrovend, en veel minder gevoelige standaardtechnologieën.

Met deze resultaten in de hand, Het team van Weissleder heeft de targeting van geneesmiddelen gemeten in levende cellen en bloedmonsters. Van monsters zo klein als 1500 cellen, de onderzoekers ontdekten dat hun systeem verschillen in PARP-expressie en geneesmiddelbinding tussen verschillende tumortypen kon detecteren. De resultaten, schreven de onderzoekers, "suggereer het potentieel voor een toekomstige 'behandelingsindex', ' waar patiënten met een hoge geneesmiddelbindende werkzaamheid lagere therapeutische doses zouden krijgen, terwijl patiënten met een lage geneesmiddelbindende werkzaamheid hogere doses nodig zouden hebben of kandidaat zouden zijn om alternatieve geneesmiddelen te krijgen." De onderzoekers werken al aan een systeem van de tweede generatie waarvoor nog minder, of zelfs vrijgezel, cellen die clinici in staat zouden kunnen stellen om de ontwikkeling van zeldzame geneesmiddelresistente cellen te identificeren.

Dit werk, die gedetailleerd wordt beschreven in een document met de titel, "Nanodeeltjes-gemedieerde meting van target-geneesmiddelbinding in kankercellen, " werd gedeeltelijk ondersteund door de NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, een alomvattend initiatief dat is ontworpen om de toepassing van nanotechnologie op de preventie te versnellen, diagnose, en behandeling van kanker. Een samenvatting van dit artikel is beschikbaar op de website van het tijdschrift.