Wetenschappers hebben nanodeeltjes ontworpen die medicijnen vrijgeven in de aanwezigheid van een klasse eiwitten die kankers in staat stellen om uit te zaaien. Dat is, ze hebben een medicijnafgiftesysteem ontwikkeld zodat de enzymen die kankers gevaarlijk maken, in plaats daarvan hun vernietiging kunnen leiden.

"We kunnen beginnen met een klein molecuul en dat inbouwen in een drager op nanoschaal die een tumor kan opsporen en een lading medicijnen kan afleveren, " zei Cassandra Callmann, een afgestudeerde student scheikunde en biochemie aan de Universiteit van Californië, San Diego, en eerste auteur van het rapport gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materialen 14 juli.

Het systeem maakt gebruik van een klasse enzymen die matrixmetalloproteïnasen worden genoemd en die veel kankers in overvloed maken. MMP's kauwen door membranen, waardoor kankercellen kunnen ontsnappen om andere delen van het lichaam te koloniseren, vaak met dodelijke gevolgen.

Callmann creëerde kleine bolletjes vol met het antikankergeneesmiddel paclitaxel (ook bekend onder de handelsnamen Taxol en Onxal) en bedekt met een peptideschil. MMP's verscheuren die schil, het medicijn vrijgeven. De schaalfragmenten vormen een rafelig gaas dat de medicijnmoleculen bij de tumor vasthoudt.

Het werk, onder leiding van Nathan Gianneschi, hoogleraar scheikunde en biochemie aan de UC San Diego, bouwt voort op het eerdere succes van zijn groep met behulp van een vergelijkbare strategie om tumoren te markeren voor zowel diagnose als precieze chirurgische verwijdering.

Om het medicijn in de bollen te verpakken, Callmann moest chemische handvatten toevoegen. Zoals het blijkt, een groep atomen die essentieel is voor de effectiviteit van het medicijnmolecuul, en ook toxiciteit, gemaakt voor een goed bevestigingspunt. Dat betekent dat het medicijn werd geïnactiveerd toen het door de bloedsomloop stroomde totdat het de tumor bereikte.

Dankzij de bescherming konden de onderzoekers veilig een dosis geven die 16 keer hoger was dan met de formulering die nu in kankerklinieken wordt gebruikt. in een test bij muizen met getransplanteerde fibrosarcoomtumoren.

In aanvullende voorbereidende tests, Callmann en collega's konden de groei van de tumoren minstens twee weken stoppen, met een enkele lagere dosis van het medicijn. Bij muizen die zijn behandeld met nanodeeltjes die zijn gecoat met peptiden die ondoordringbaar zijn voor MMP's of die zoutoplossing hebben gekregen, de tumoren groeiden binnen die tijd tot dodelijke afmetingen.

Gianneschi zegt dat ze hun aanpak zullen verbreden om afgiftesystemen voor andere diagnostische en therapeutische moleculen te creëren. "Dit soort platform is niet specifiek voor paclitaxel. We zullen dit testen in andere modellen - met andere klassen geneesmiddelen en bij muizen met een vorm van kanker die lijkt op uitgezaaide borstkanker, bijvoorbeeld."

Ze zullen ook doorgaan met het aanpassen van de shell, om een ​​nog betere bescherming te bieden en opname door organen zoals de lever, milt en nieren, hij zei. "We willen dit therapeutische venster openen."