(Phys.org) —Onderzoekers hebben een techniek ontwikkeld voor het maken van nanodeeltjes die twee verschillende kankerdodende medicijnen in het lichaam brengen en die medicijnen afleveren aan afzonderlijke delen van de kankercel waar ze het meest effectief zijn. De techniek is ontwikkeld door onderzoekers van de North Carolina State University en de University of North Carolina in Chapel Hill.

"Bij testen op laboratoriummuizen, onze techniek resulteerde in een significante verbetering van de tumorreductie bij borstkanker in vergelijking met conventionele behandelingstechnieken, " zegt Dr. Zhen Gu, senior auteur van een paper over het onderzoek en een assistent-professor in het gezamenlijke biomedische engineeringprogramma bij NC State en UNC-Chapel Hill.

"Kankercellen kunnen resistentie ontwikkelen tegen chemotherapiemedicijnen, maar hebben minder kans op het ontwikkelen van resistentie wanneer meerdere geneesmiddelen tegelijk worden toegediend, " zegt Gu. "Echter, verschillende medicijnen richten zich op verschillende delen van de kankercel. Bijvoorbeeld, het eiwitgeneesmiddel TRAIL is het meest effectief tegen het celmembraan, terwijl doxorubicine (Dox) het meest effectief is wanneer het aan de kern wordt afgegeven. We hebben een sequentiële en plaatsspecifieke afleveringstechniek bedacht die eerst TRAIL aflevert aan kankercelmembranen en vervolgens het membraan penetreert om Dox aan de kern af te leveren."

Gu's onderzoeksteam ontwikkelde nanodeeltjes met een buitenste schil van hyaluronzuur (HA) dat met TRAIL is geweven. De HA interageert met receptoren op kankercelmembranen, die het nanodeeltje "grijpen". Enzymen in de kankercelomgeving breken de HA af, TRAIL vrijgeven op het celmembraan en uiteindelijk leiden tot celdood.

Wanneer de HA-schaal kapot gaat, het onthult ook de kern van het nanodeeltje, die is gemaakt van Dox dat is ingebed met peptiden waardoor de kern in de kankercel kan doordringen. De kankercel omhult de kern in een beschermende bel die een endosoom wordt genoemd, maar de peptiden op de kern zorgen ervoor dat het endosoom uit elkaar begint te vallen. Dit morst de Dox in de cel waar het de kern kan binnendringen en celdood kan veroorzaken.

"We hebben dit voertuig voor medicijnafgifte ontworpen met behulp van een 'geprogrammeerde' strategie, " zegt Tianyu Jiang, een hoofdauteur in het laboratorium van Dr. Gu. "Verschillende medicijnen kunnen op het juiste moment op de juiste plaats worden vrijgegeven, " voegt Dr. Ran Mo toe, een postdoctoraal onderzoeker in Gu's lab en de andere hoofdauteur.

"Dit onderzoek is onze eerste proof of concept, en we zullen doorgaan met het optimaliseren van de techniek om het nog efficiënter te maken, " zegt Gu. "De eerste resultaten zijn veelbelovend, en we denken dat dit kan worden opgeschaald voor grootschalige productie."

De krant, "Gel-Liposoom-gemedieerde co-levering van antikankermembraan-geassocieerde eiwitten en kleinmoleculaire geneesmiddelen voor verbeterde therapeutische werkzaamheid, " wordt online gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen .