Multidrug-resistentie (MDR) - een proces waarbij tumoren resistent worden tegen meerdere medicijnen - is de belangrijkste oorzaak van het falen van chemotherapie bij kanker. Tumorcellen verwerven MDR vaak door hun productie van eiwitten te stimuleren die medicijnen uit de cel pompen, waardoor de chemotherapieën ineffectief zijn. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS' Nano-letters hebben nanodeeltjes ontwikkeld die uitbarstingen van calcium in tumorcellen afgeven, het remmen van medicijnpompen en het omkeren van MDR.

Een pompeiwit genaamd P-glycoproteïne (P-gp) speelt vaak een sleutelrol bij MDR. P-gp zit in het celmembraan, waar het energie gebruikt in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP) om medicijnen uit tumorcellen te pompen. Wetenschappers hebben op verschillende manieren geprobeerd P-gp te blokkeren, zoals met remmers van kleine moleculen of door ATP uit te putten. Echter, de tot nu toe gebruikte strategieën kunnen bijwerkingen veroorzaken, of ze zijn onstabiel in het lichaam. Sommige behandelingen kunnen moeilijk voor te bereiden zijn. Kaixiang Zhang, Zhenzhong Zhang, Jinjin Shi en collega's wilden P-gp op een andere manier blokkeren. Eerder onderzoek suggereerde dat het overladen van tumorcellen met calciumionen zowel de productie van P-gp als de ATP-niveaus zou kunnen verlagen. Maar het team moest een manier vinden om uitbarstingen van calcium te leveren, samen met een medicijn voor chemotherapie, binnen kankercellen.

De onderzoekers maakten een "calciumion-nanogenerator" (TCaNG) door calciumfosfaat-nanodeeltjes te laden met het chemotherapie-medicijn doxorubicine en ze vervolgens te coaten met moleculen waarmee TCaNG kankercellen zou kunnen targeten en binnendringen. Eenmaal in de cellen, TCaNG's kwamen een zuur compartiment binnen, waar de TCaNG's uiteenvielen, waarbij zowel doxorubicine als uitbarstingen van calciumionen vrijkomen. Toen het team TCaNG testte op kankercellen in een petrischaaltje in het laboratorium, zowel ATP- als P-gp-productie nam af, waardoor doxorubicine de voorheen resistente tumorcellen kon doden. Wanneer getest in tumordragende muizen, Met TCaNG behandelde muizen vertoonden significant kleinere tumoren na 21 dagen behandeling dan controlemuizen, zonder duidelijke bijwerkingen.