(Phys.org) — Onderzoekers van biomedische technologie hebben een methode ontwikkeld voor het afleveren van medicijnen tegen kanker die het medicijn in wezen in een kankercel smokkelt voordat het wordt vrijgegeven. De methode kan worden vergeleken met het gescheiden houden van een kankerdodende bom en zijn ontsteker totdat ze zich in een kankercel bevinden. waar ze vervolgens combineren om de cel te vernietigen.

“Dit is een efficiënte, snelwerkende manier om medicijnen aan kankercellen te leveren en celdood te veroorzaken, " zegt Dr. Ran Mo, hoofdauteur van een paper over het werk en een postdoctoraal onderzoeker in het gezamenlijke programma voor biomedische technologie aan de North Carolina State University en de University of North Carolina in Chapel Hill. "We gebruikten ook op lipiden gebaseerde nanocapsules die al in gebruik zijn voor klinische toepassingen, waardoor het dichter bij gebruik in de echte wereld."

De techniek maakt gebruik van op lipiden gebaseerde capsules op nanoschaal, of liposomen, om zowel het medicijn als het afgiftemechanisme in kankercellen af ​​te leveren. Eén set liposomen bevat adenosine-5'-trifosfaat (ATP), het zogenaamde 'energiemolecuul'. Een tweede set liposomen bevat een geneesmiddel tegen kanker, doxorubicine (Dox) genaamd, dat is ingebed in een complex van DNA-moleculen. Wanneer de DNA-moleculen in contact komen met hoge niveaus van ATP, ze ontvouwen zich en laten de Dox los. Het oppervlak van de liposomen is geïntegreerd met positief geladen lipiden of peptiden, die fungeren als kurkentrekkers om de liposomen in kankercellen te brengen.

Omdat de liposomen in een kankercel worden geabsorbeerd, ze zijn afgesloten van de rest van de cel in een endosoom - een compartiment dat al het vreemde materiaal dat een cel binnenkomt afschermt.

De omgeving in een endosoom is zuur, waardoor de Dox-liposomen en ATP-liposomen samensmelten, evenals aan de wand van het endosoom zelf.

In de tussentijd, er gebeuren tegelijkertijd twee andere dingen. Eerst, de ATP-liposomen morsen hun ATP in de Dox-liposomen, het vrijgeven van de Dox uit zijn DNA-kooi. Tweede, de wanden van de Dox liposomen creëren een opening in het endosoom, hun Dox-rijke inhoud in de omringende cel morsen - wat leidt tot celdood.

In een muismodel de onderzoekers ontdekten dat de nieuwe techniek de grootte van borstkankertumoren aanzienlijk verminderde in vergelijking met de behandeling die Dox gebruikte zonder de liposomen op nanoschaal.

"Dit werk lijkt enigszins op eerder onderzoek dat we hebben gedaan met op polymeer gebaseerde nanogels - maar er is een belangrijk verschil, " zegt Dr. Zhen Gu, senior auteur van het artikel en een assistent-professor in het gezamenlijke programma voor biomedische technologie. "Het verschil is dat deze op liposomen gebaseerde techniek ons ​​in staat stelt om extra ATP in de kankercel te introduceren, het medicijn sneller afgeven.

"In staat zijn om ATP-niveaus aan te passen is belangrijk omdat sommige kankercellen ATP-deficiënt zijn, " voegt Gu eraan toe. "Maar deze techniek zou zelfs in die omgevingen werken."