Onderzoekers hebben voor het eerst een techniek ontwikkeld die geneesmiddelen tegen kanker omhult in membranen die zijn gemaakt van de eigen bloedplaatjes van een patiënt, waardoor de medicijnen langer in het lichaam blijven en zowel primaire kankertumoren als de circulerende tumorcellen aanvallen die kanker kunnen uitzaaien. Het werk is met succes getest in een diermodel.

"Er zijn twee belangrijke voordelen aan het gebruik van bloedplaatjesmembranen om geneesmiddelen tegen kanker te coaten, " zegt Zhen Gu, corresponderende auteur van een paper over het werk en een assistent-professor in het gezamenlijke programma voor biomedische technologie aan de North Carolina State University en de University of North Carolina in Chapel Hill. "Eerst, het oppervlak van kankercellen heeft affiniteit met bloedplaatjes – ze plakken aan elkaar. Tweede, omdat de bloedplaatjes uit het eigen lichaam van de patiënt komen, de drugsdragers worden niet geïdentificeerd als vreemde voorwerpen, dus langer in de bloedbaan blijven."

"Deze combinatie van eigenschappen betekent dat de medicijnen niet alleen de belangrijkste tumorplaats kunnen aanvallen, maar hebben meer kans om tumorcellen te vinden en zich eraan te hechten die in de bloedbaan circuleren - in wezen nieuwe tumoren aanvallen voordat ze beginnen, " zegt Quanyin Hu, hoofdauteur van het papier en een Ph.D. student in de gezamenlijke opleiding biomedische technologie.

Hier is hoe het proces werkt. Bij een patiënt, in het geval van dit onderzoek een laboratoriummuis, wordt bloed afgenomen en uit dat bloed worden de bloedplaatjes verzameld. De geïsoleerde bloedplaatjes worden behandeld om de bloedplaatjesmembranen te extraheren, die vervolgens in een oplossing worden geplaatst met een gel op nanoschaal die het kankergeneesmiddel doxorubicine (Dox) bevat, die de kern van een kankercel aanvalt. De oplossing is gecomprimeerd, het dwingen van de gel door de membranen en het creëren van bolletjes op nanoschaal bestaande uit plaatjesmembranen met Dox-gelkernen. Deze bollen worden vervolgens behandeld zodat hun oppervlakken worden bedekt met het antikankergeneesmiddel TRAIL, die het meest effectief is bij het aanvallen van de celmembranen van kankercellen.

Wanneer vrijgegeven in de bloedbaan van een patiënt, deze pseudo-bloedplaatjes kunnen tot 30 uur circuleren - in vergelijking met ongeveer zes uur voor de voertuigen op nanoschaal zonder de coating.

Wanneer een van de pseudo-bloedplaatjes in contact komt met een tumor, drie dingen gebeuren min of meer tegelijkertijd. Eerst, de P-Selectine-eiwitten op het bloedplaatjesmembraan binden aan de CD44-eiwitten op het oppervlak van de kankercel, op zijn plaats te vergrendelen. Tweede, de TRAIL op het oppervlak van de pseudo-bloedplaatjes valt het kankercelmembraan aan. Derde, de pseudo-bloedplaatjes op nanoschaal worden effectief ingeslikt door de grotere kankercel. De zure omgeving in de kankercel begint dan de pseudo-bloedplaatjes af te breken, waardoor de Dox vrijkomt om de kern van de kankercel aan te vallen.

In een onderzoek met muizen, de onderzoekers ontdekten dat het gebruik van Dox en TRAIL in het medicijnafgiftesysteem voor pseudo-bloedplaatjes significant effectiever was tegen grote tumoren en circulerende tumorcellen dan het gebruik van Dox en TRAIL in een nanogel-afgiftesysteem zonder het bloedplaatjesmembraan.

"We willen graag aanvullende preklinische tests doen met deze techniek, " zegt Gu. "En we denken dat het kan worden gebruikt om andere medicijnen te leveren, zoals die gericht zijn op hart- en vaatziekten, waarin het bloedplaatjesmembraan ons zou kunnen helpen relevante plaatsen in het lichaam te targeten."