Nanohiukkaspinnoite parantaa syöpälääkkeiden annostelua ja vähentää sivuvaikutuksia.

Mississippin yliopiston tuore tutkimus viittaa siihen, että "lusikallinen sokeria" voi itse asiassa auttaa lääkkeitä toimimaan tehokkaammin ja samalla vähentää syöpähoitojen haitallisia sivuvaikutuksia.

Kirjaimellisen lusikallisen sokerin sijaan tutkijat käyttivät glykopolymeerejä – luonnollisista sokereista, kuten glukoosista, valmistettuja polymeerejä – päällystääkseen nanopartikkeleita, jotka kuljettavat syöpälääkkeitä suoraan kasvaimiin. He havaitsivat, että glykopolymeerit estivät proteiineja tarttumasta nanopartikkeleihin, mikä vähensi kehon immuunivastetta hoitoon.

Tämän seurauksena keho reagoi hoitoon paremmin.

"Suurin ongelma on, että syöpälääkkeet ovat uskomattoman myrkyllisiä", sanoi biolääketieteen tekniikan apulaisprofessori Thomas Werfel.

"Näiden lääkkeiden terapeuttinen ikkuna on hyvin kapea: annos, jolla ne ovat tehokkaita, on lähes sama kuin annos, jolla ne muuttuvat myrkyllisiksi. Ja kun annos on riittävä tappamaan kasvaimen, se aiheuttaa myös myrkyllisyyttä ja lukuisia sivuvaikutuksia, joita pyrimme välttämään."

Miksi näin tapahtuu? Koska vain pieni osa lääkkeestä saavuttaa kasvaimen – useimmissa tapauksissa alle 1 %; yli 99 % menee muihin kehon osiin.

Thomas Werfel, biolääketieteen tekniikan apulaisprofessori, Mississippin yliopisto

Tämä myrkyllisten lääkkeiden vuotaminen muihin kehon osiin voi aiheuttaa vakavia sairauksia, kuten leukemiaa, allergisia reaktioita ja jopa uusien syöpien kehittymistä. Jos lääkettä pääsee kuitenkin enemmän kasvaimeen, sivuvaikutuksia voidaan vähentää.

Glykopolymeerien edut

Werfel ja Kenneth Hulugalla, biolääketieteen tekniikan jatko-opiskelija Kandysta, Sri Lankasta, julkaisivat löydöksensä ACS Nano -lehdessä lokakuussa.

Nanohiukkaset – hiukkaset, jotka ovat alle tuhannesosan ihmisen hiuksen paksuudesta – ovat osoittautuneet tehokkaiksi syövän hoidossa toimittamalla lääkkeitä suoraan kasvaimiin. Proteiinit, mukaan lukien immuunivasteen laukaisevat proteiinit, pyrkivät kuitenkin kasaantumaan nanohiukkasten ympärille, jolloin keho leimaa hoidon vieraaksi.

Tämä immuunipuolustus heikentää lääkkeen tehoa.

"Viimeisten 30 vuoden ajan polyetyleeniglykoli (PEG) on ollut kultainen standardi näiden hiukkasten suojaamiseksi immuunivasteelta", Hulugalla sanoi.

PEG-pohjaiset pinnoitteet menettävät kuitenkin tehonsa ensimmäisen käyttökerran jälkeen: immuunijärjestelmä alkaa nopeasti tunnistaa lääkkeen vieraaksi, mikä estää sitä pääsemästä kasvaimeen.

Glykopolymeereillä sitä vastoin ei ole tätä haittaa.

"Tuloksemme osoittavat, että glykopolymeerillä päällystetyt nanopartikkelit vähentävät merkittävästi ei-toivottuja immuunivasteita ja parantavat samalla dramaattisesti lääkkeiden kulkeutumista sekä solu- että eläinmalleissa. Tämä tutkimus voisi olla tärkeä askel kohti tehokkaampia syöpähoitoja."

Eläinkokeet

Werfel ja Hulugalla testasivat glykopolymeerillä päällystettyjä nanopartikkeleita rintasyöpähiirillä ja havaitsivat, että kasvaimiin pääsi enemmän nanopartikkeleita verrattuna PEG-pohjaisiin partikkeleihin. Seuraava vaihe heidän tutkimuksessaan on näiden nanopartikkelien lataaminen lääkkeillä ja niiden tehokkuuden testaaminen syöpää vastaan.

"Pitkällä aikavälillä haluamme paitsi tutkia tätä ilmiötä suojaavasta näkökulmasta, myös työskennellä nanopartikkeleiden aktiivisen kohdistamisen parissa kasvaimiin", Werfel sanoi.

”Näemme jo, että glykopolymeerit stimuloivat immuunijärjestelmää vähemmän, hiukkaset pysyvät kehossa pidempään ja saavuttavat kasvaimen paremmin. Tämä on hienoa.”

Mutta seuraava askel on tarkastella, miten voimme kohdistaa toimintaa kasvaimiin. Mitä biologisia markkereita voimme käyttää saadaksemme lisää hiukkasia tai lääkkeitä kertymään kasvaimeen? Nämä ovat kysymykset, jotka ovat tällä hetkellä huomiomme eturintamassa."

Tutkimus julkaistiin ACS Nanossa.