In een paar primeurs, onderzoekers van Case Western Reserve University en Massachusetts Institute of Technology hebben aangetoond dat het kandidaat-geneesmiddel fenantriplatine in vivo effectiever kan zijn dan een goedgekeurd medicijn, en dat een op plantenvirus gebaseerde drager met succes een geneesmiddel in vivo aflevert.

Triple-negatieve borstkankertumoren van muizen die werden behandeld met de fenantriplatine-dragende nanodeeltjes waren vier keer kleiner dan die behandeld met cisplatine, een veelvoorkomend en verwant chemotherapiemedicijn, of vrij phenanthriplatin dat intraveneus in omloop wordt geïnjecteerd.

De wetenschappers geloven dat het werk, gerapporteerd in het journaal ACS Nano , is een veelbelovende stap in de richting van klinische proeven.

"We hebben misschien de perfecte drager gevonden voor dit specifieke kandidaat-geneesmiddel, " zei Nicole Steinmetz, een assistent-professor biomedische technologie bij Case Western Reserve, die 10 jaar lang het gebruik van plantenvirussen voor medische doeleinden heeft bestudeerd.

Ze werkte samen met Stephen J. Lippard, Arthur Amos Noyes hoogleraar scheikunde aan het MIT, en een expert in biologische interacties met op platina gebaseerde chemotherapieën.

Op platina gebaseerde geneesmiddelen worden gebruikt voor de behandeling van meer dan de helft van de kankerpatiënten die chemotherapie krijgen. Twee van de meest gebruikte medicijnen zijn cisplatine en carboplatine. Ze vormen bifunctionele verknopingen met DNA in kankercellen, die het DNA blokkeren van het transcriberen van genen en resulteren in celdood, Lippar verklaarde.

Ondanks wijdverbreid gebruik, Van cisplatine is aangetoond dat het alleen teelbalkanker geneest, en veel kankers hebben of ontwikkelen immuniteit voor het medicijn.

Het laboratorium van Lippard veranderde cisplatine door een chloride-ion te vervangen door fenanthridine en ontdekte dat het nieuwe molecuul ook aan DNA bindt. In plaats van crosslinks te vormen, echter, fenantriplatine bindt aan een enkele plaats, maar blokkeert nog steeds de transcriptie.

In feite, zijn laboratorium ontdekte dat fenantriplatine tot 40 keer krachtiger is dan traditionele platines wanneer het rechtstreeks wordt getest tegen kankercellen van de longen, borst, botten en andere weefsels. Het molecuul lijkt ook afweermechanismen te vermijden die resistentie overbrengen.

Maar wanneer geïnjecteerd in muismodellen van kanker, het kandidaat-geneesmiddel presteerde niet beter dan standaard platines.

Lippard realiseerde zich dat fenantriplatine zijn doel niet bereikte. Hij had een probleem met de levering van medicijnen.

Hij vond een mogelijke oplossing tijdens een bezoek aan de campus van Case Western Reserve en hoorde Steinmetz meer dan een jaar geleden uitleg geven over haar werk bij het onderzoeken van het tabaksmozaïekvirus (TMV) voor de levering van medicijnen.

"Ik had voor ogen dat TMV het perfecte voertuig zou zijn, "Zei Lippard. "Dus we dronken een biertje en vormden een samenwerking."

De lange, dunne nanodeeltjes van het tabaksmozaïekvirus zijn natuurlijke stoffen voor het afleveren van het kandidaat-geneesmiddel in tumoren, zei Steinmetz, die werd aangesteld door de Case Western Reserve School of Medicine.

De virusdeeltjes, die mensen niet zal infecteren, zijn hol. Een centrale buis met een diameter van ongeveer 4 nanometer loopt over de lengte van de schaal en de voering draagt ​​een negatieve lading.

Fenantriplatine heeft een doorsnede van ongeveer 1 nanometer en wanneer behandeld met zilvernitraat, heeft een sterke positieve lading. Het komt gemakkelijk binnen en bindt zich aan de centrale voering.

De langwerpige vorm van het nanodeeltje zorgt ervoor dat het langs de randen van bloedvaten tuimelt, blijven onopgemerkt door immuuncellen en passeren de lekkende vasculatuur van tumoren en hopen zich binnenin op. Er wordt weinig gezond weefsel blootgesteld aan het giftige medicijn.

Binnen tumoren, de nanodeeltjes verzamelen zich in de lysosomale compartimenten van kankercellen, waar zij zijn, in essentie, verteerd. De pH is veel lager dan in het circulerende bloed, Steinmetz uitgelegd. De schil verslechtert en laat fenantriplatine vrij.

De schaal wordt afgebroken tot eiwitten en binnen een dag geklaard door metabolische of natuurlijke cellulaire processen, terwijl de kandidaat-geneesmiddel transcriptie begint te blokkeren. wat leidt tot grotere hoeveelheden celdood door apoptose dan verknopende platines.

De onderzoekers zeggen dat de afgifte van fenantriplatine in de tumor leidde tot betere prestaties ten opzichte van cisplatine of vrij fenantriplatine.

Lippard en Steinmetz blijven samenwerken, onderzoek naar het gebruik van dit systeem om andere geneesmiddelen of kandidaat-geneesmiddelen af ​​te leveren, gebruik bij andere vormen van kanker, de toevoeging van middelen aan de buitenkant van de schaal om de accumulatie in tumoren te vergroten en meer.