Chemotherapie wordt vaak gebruikt als vervolgbehandeling na chirurgische verwijdering van een kankergezwel om eventuele resterende kankercellen te vernietigen, maar intraveneuze chemodrugs hebben beruchte bijwerkingen en zijn niet altijd effectief.

In een nieuwe studie, onderzoekers hebben ontwikkeld wat in feite een "chemospray" is - een chemotherapiemedicijn zoals doxorubicine dat is ingekapseld in nanodeeltjes en direct op het weefseloppervlak nabij de tumorplaats kan worden gespoten. Door de chemische samenstelling van de nanodeeltjes en kankercellen, de nanodeeltjes worden efficiënt opgenomen, voornamelijk door kankercellen en de afgifte van geneesmiddelen wordt veroorzaakt door de chemische omgeving in de kankercellen. In vergelijking met conventionele intraveneuze chemotherapie, de topische spray belooft een lager risico op systemische toxiciteit en betere therapeutische effecten te bieden.

De onderzoekers, geleid door Hyung Joon Cha aan de Pohang University of Science and Technology in Zuid-Korea, hebben een artikel gepubliceerd over de spraybare kankertherapie in een recent nummer van: ACS Nano .

De onderzoekers moesten verschillende uitdagingen overwinnen om de op nanodeeltjes gebaseerde chemospray te ontwikkelen. Een van de eerste was om een ​​manier te vinden om de nanodeeltjes aan de buitenkant van de tumorcellen te laten kleven. die omgeven zijn door lichaamsvloeistoffen. In het algemeen, het is erg moeilijk om nanodeeltjes te ontwerpen die zich kunnen hechten aan vaste oppervlakken in waterige omgevingen.

Om dit probleem aan te pakken, de onderzoekers wendden zich tot zeemosselen, die een speciale "mossellijm" produceren om onder barre zeewateromstandigheden aan natte rotsen te kleven. Recent onderzoek heeft aangetoond dat deze lijm, die bestaat uit mosselkleefeiwitten (MAP's), kan dienen als bioadhesief materiaal voor biomedische toepassingen. Vanwege de beperkte beschikbaarheid van natuurlijke MAP's, in de huidige studie gebruikten de onderzoekers een bio-engineered vorm van MAP's, die ze lieten zien, stelt de nanodeeltjes in staat om gedurende meer dan een maand in waterige omstandigheden aan het huidweefsel van varkens te hechten.

Naast het helpen van de nanodeeltjes plakken, de MAP's bevatten ook componenten waarmee de medicijndragende nanodeeltjes kankercellen kunnen binnendringen en vernietigen, terwijl gezonde cellen worden omzeild. Een reden voor een hogere cellulaire opname van de nanodeeltjes in kankercellen is de hogere stofwisseling van kankercellen in vergelijking met normale cellen. In aanvulling, kankercellen hebben ook negatief geladen oppervlakken, en MAP's bevatten positief geladen residuen, waardoor er een aantrekkingskracht ontstaat tussen de nanodeeltjes en kankercellen.

De nanodeeltjes komen typisch de kankercellen binnen via een cellulair opnameproces zoals endocytose, waarna ze naar de celkern worden getransporteerd. Bij blootstelling aan de zure omgeving van organellen genaamd endolysosomen, de nanodeeltjes krijgen de trigger om hun lading vrij te geven, zoals doxorubicine of een ander middel tegen kanker. Omdat de medicijnafgifte pH-responsief is, de zeer giftige medicijnen blijven ingekapseld in de nanodeeltjes totdat ze het endolysosoom in de kankercellen bereiken, over het algemeen andere delen van het lichaam ongedeerd laten.

De spuitbare behandeling biedt ook een tweede soort antikankermiddel, een aminozuur genaamd DOPA dat afkomstig is van de bioengineered mossellijm. Naast het spelen van een sleutelrol bij de hechting van oppervlakken, DOPA put ook het ijzer uit (Fe3 ⁺ ) in kankercellen. Omdat ijzer de proliferatie van kankercellen bevordert, de uitputting ervan helpt de kankercel verder te verzwakken en leidt uiteindelijk tot apoptose (celdood).

"De op mosselkleefstof gebaseerde, op eiwitten gebaseerde, kleverige kleverige nanodeeltjes vergemakkelijken niet alleen de plaatsgerichte toediening van geneesmiddelen via een handig spuitproces tijdens de chirurgische procedure, maar ook een effectief antikankereffect induceren op basis van de aanzienlijk verbeterde geneesmiddelretentie en absorptie-efficiëntie in de kankerachtige laesie, " Cha vertelde Phys.org . "Daarom, ons op nanodeeltjes gebaseerde gelokaliseerde medicijnafgiftesysteem kan de nadelen van lage efficiëntie van medicijnafgifte en systemische toxiciteit in systemisch toedieningssysteem compenseren."

In de toekomst, de onderzoekers zijn van plan om manieren te onderzoeken om de spraymethode uit te breiden tot verschillende soorten therapieën voor de behandeling van een breed scala aan ziekten.

"Bij dit onderzoek we hebben spuitbare zelfklevende nanodeeltjes op weefseloppervlakken aangebracht met behulp van een luchtdrukverstuiver, " zei Cha. "We zijn van plan om de therapeutische toepassingen uit te breiden, afhankelijk van de spraytypes, zoals endoscopische of laparoscopische spray voor verschillende kankerbehandelingen. In aanvulling, we zullen een lokaal afgiftesysteem ontwikkelen voor verschillende therapeutische middelen zoals gen, peptide, of fotothermische middelen, evenals andere chemische medicijnen."

© 2018 Fys.org