Nanodelci izboljšajo tumorsko zdravljenje pri miših

Nanotehnologija in nanodelci (Junij 2019).

Anonim

Pri zdravljenju raka je kemoterapija krvavec, ne skalpel. Če napadamo hitro deljene celice, se kemoterapija učinkovito bori proti tumorjem, vendar tudi uniči zdrave celice v črevesju, kostnem mozgu, lasišču in drugih organih, kar vodi do hudih neželenih učinkov. Te strupene kemikalije rešujejo življenja, vendar z velikimi stroški za dobro počutje bolnikov.

Glen Kwon, profesor na Univerzi v Wisconsin-Madison School of Pharmacy, se trudi obuditi ravnovesje proti navzkrižjem kemoterapije in se obrača na nanodelce, ki lahko izboljšajo terapevtske lastnosti teh zdravil.

V novem delu, ki je bil pred kratkim objavljen v reviji ACS Nano, je laboratorij Kwon razvil stabilizirano obliko skupnega kemoterapevtskega sredstva, gemcitabin, in ga zamašil v nanodelce, ki bi lahko upočasnili njihovo sproščanje. V mišjih modelih človeškega raka na pljučih je izboljšano zdravilo bolj učinkovito zaviralo rast tumorja kot standardni gemcitabin.

"Obstaja veliko hype o nanotehnologiji, " pravi Kwon, ki je na tem področju delal več kot 20 let. "To je ambiciozen cilj: ciljati droge na določena mesta v našem telesu."

Kwon pravi, da je ta cilj nekje oddaljen, čeprav delci, ki prenašajo droge v telo, znani kot nanokariere, že dokazujejo učinkovitost. "Kateri nanokaratorji lahko storijo, je zmanjšanje toksičnosti, " pravi.

V delu s svojim študentom Tony Tamom pred dvema letoma je Kwon razvil izboljšan sistem za dajanje kemoterapevtskega zdravila paklitaksel, ki se med zdravljenjem običajno prodaja kot zdravilo Taxol. Tam je na zdravilo pritrdil kratko verigo mlečne kisline, ki je pripomogla, da se nanese v nanodelce, ki so delno delali mlečno kislino. Nanokarika je bila prej uporabljena pri ljudeh.

Torej, ko se je obrnil na gemcitabin, je Tam poskusil isto taktiko - dodati na verige mlečne kisline in jo naložiti v nanokarier.

»Toda prvo sojenje, ki smo ga imeli, sploh ni bilo stabilno, « pravi Tam, zdaj višji znanstvenik v Mercku v San Franciscu. Za povečanje stabilnosti drog se je obrnil na 30-letno delo iz Japonske.

V osemdesetih letih 20. stoletja so raziskovalci na univerzi v Kyotu združili verige mlečne kisline, ki so bile enake, razen za eno ključno značilnost - njihovo ročno držanje. Mnoge molekule prihajajo v sami zrcalni obliki in ko so japonski raziskovalci združili leve in desne verzije polimerov mlečne kisline, so nastali kristali, imenovani stereokompleksi, bili veliko bolj stabilni.

Ko Tam proizvaja gemcitabine vezane stereokomplekse mlečne kisline in jih naloži v nanokarier, je stabilnost zdravila narasla. V primerjavi z gemcitabinom, ki je bil priključen le na levo obliko mlečne kisline, je stereokompleks sprostil gemcitabin 15-krat počasneje v umetni raztopini. Ker se gemcitabin tako hitro razgrajuje v telesu, se obicajno daje v velikih odmerkih, da se dovolj doseže tumor. Če je ta nanocarrier sistem upočasnil sproščanje v telesu, bi to lahko pomenilo nežnejše odmerke.

Zanimivo je, da so nanodelci sprejeli nepričakovano obliko. Medtem ko podobni nanokarieri obkrožajo droge v krogli, slike, posnete na atomski lestvici, kažejo na stereokomplekse gemcitabina, ki sprejmejo raztegnjeno, cilindrično obliko. Lahko bi zložili 10.000 teh jeklenk v konec na koncu v debelini kosov papirja.

Pri miših, ki zavirajo človeško pridobljeno nedrobnocelično linijo pljučnega raka, zdravljenje z stereokompleksiranimi nanokaratorji v treh tednih ohranja tumorje od rasti. V nasprotju s tem so se tumorji več kot podvojili pri miših, zdravljenih s standardnim gemcitabinom. Miške smo zdravili s precej majhnim odmerkom, da bi ocenili razlike med oblikami gemcitabina.

"Na koncu je naš cilj, da to dosežemo v človeka, " pravi Kwon in dodal, da bo potrebno veliko korakov, kot so povečanje proizvodnje in predhodne varnostne študije.

Z raziskovalno fundacijo Wisconsin Alumni Foundation sta Kwon in Tam predložila patent, ki temelji na njihovih spremembah gemcitabina, kar je okrepilo njegovo stabilnost in sproščanje. In Kwon je soustanovil Co-D Therapeutics, predklinično fazno podjetje, ki razvija zdravila na osnovi nanokarj na osnovi njegovega predhodnega dela s paklitakselom.

"Ta raziskava se je oprla na resnično dobro timsko delo v skupini farmacevtske fakultete, " pravi Tam, ki je dejal, da so člani dveh drugih laboratorijev v šoli prispevali k papirju ACS Nano.

"Sodelovanje je zelo pomembno."

menu
menu