• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Normalisering av tumörblodkärl förbättrar leveransen av endast de minsta nanoläkemedlen

    Topppaneler:kontrollinställningar. Nedre paneler:Brösttumörvävnad efter normalisering av blodkärl. Till vänster:Få av de stora nanopartiklarna är synliga. Till höger:De mindre nanopartiklarna har penetrerat väl. Upphovsman:Vikash Chauhan / Nature Nanotech.

    Att kombinera två strategier för att förbättra resultaten av cancerbehandling - antiangiogenesläkemedel och nanomediciner - kan bara bli framgångsrik om de minsta nanomedicinerna används. En ny studie från forskare från Massachusetts General Hospital (MGH), visas i Naturnanoteknik , finner att normalisering av blodkärl inom tumörer, som förbättrar leveransen av vanliga kemoterapiläkemedel, kan blockera leveransen av större nanoterapimolekyler.

    "Vi fann att vaskulär normalisering bara ökar leveransen av de minsta nanomedicinerna till cancerceller, "säger Vikash P. Chauhan, från Steele Laboratory of Tumor Biology vid MGH Radiation Oncology Department, huvudförfattare till rapporten. "Vi visade också att de minsta nanomedicinerna i sig är bättre än större nanomediciner vid penetrerande tumörer, vilket tyder på att mindre nanoläkemedel kan vara idealiska för cancerterapi."

    Tumörer måste skapa sin egen blodtillförsel för att fortsätta växa, men kärl som försörjer tumörer tenderar att vara oorganiserade, överdimensionerade och läckande. Detta förhindrar inte bara leverans av kemoterapiläkemedel till celler som inte är nära tumörkärlen, men läckaget av plasma ut ur blodkärlen ökar trycket i tumören, ytterligare minska läkemedlets förmåga att penetrera tumörer. Behandling med läkemedel som hämmar angiogenes – processen genom vilken nya kärl genereras – minskar vissa av dessa abnormiteter, en process som kallas vaskulär normalisering som har visat sig förbättra behandlingen av vissa cancerformer med vanliga kemoterapiläkemedel.

    Nanomediciner är faktiskt utformade för att utnyttja tumörkärlsavvikelser. Medan molekylerna i vanliga kemoterapiläkemedel är ungefär en nanometer – en miljarddels meter – är nanomedicinska molekyler från 10 till 100 gånger större, för stor för att penetrera porerna i blodkärlen i normala vävnader men tillräckligt liten för att passera genom de överdimensionerade porerna i tumörkärlen. Eftersom storleken på nanomediciner bör hålla dem borta från normala vävnader, de ordineras för att minska de negativa biverkningarna av kemoterapi.

    Den aktuella studien utformades för att undersöka huruvida användningen av antiangiogenesläkemedel för att normalisera tumörvaskulaturen skulle förbättra eller försvåra leveransen av nanoläkemedel till tumörceller. I studier med en musmodell av bröstcancer, utredarna bekräftade först att behandling med DC101, en antikropp mot en molekyl som är väsentlig för blodkärlstillväxt, minskade tillfälligt diametern på förstorade tumörblodkärl. De visade sedan att denna vaskulära normalisering förbättrade penetrationen i tumörer av 12-nanometerpartiklar men inte av 60- eller 125-nanometer molekyler.

    En matematisk modell utarbetad av MGH-teamet förutspådde att, medan de onormalt stora porerna i tumörblodkärlens väggar leder till ökat tryck i tumören som hindrar läkemedelsinträde, minskning av porstorlek genom antiangiogenesbehandling skulle lindra intratumortryck, tillåter inträde av de molekyler som passar genom de mindre porerna. För att testa denna förutsägelse, de behandlade möss med implanterade brösttumörer antingen med DC101 och Doxil, en 100-nanometer version av kemoterapiläkemedlet doxorubicin, eller med DC101 och Abraxane, en 10-nanometer version av paklitaxel. Även om behandling med båda kemoterapeutika försenade tumörtillväxt, vaskulär normalisering med DC101 förbättrade effektiviteten endast av Abraxane och hade ingen effekt på Doxil -behandling.

    "En mängd olika anticancernanomediciner används för närvarande eller i kliniska prövningar, säger Chauhan, som är doktorand vid Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). "Våra fynd tyder på att kombination av mindre nanomediciner med antiangiogena terapier kan ha en synergistisk effekt och att mindre nanomediciner i sig borde tränga in i tumörer snabbare än större nanomediciner, på grund av de fysiska principer som styr läkemedelspenetration. Även om det ser ut som att framtida utveckling av nanomediciner bör fokusera på att göra dem små - cirka 12 nanometer stora - måste vi också undersöka sätt att förbättra leveransen av de större nanomediciner som för närvarande används. "

    "Antiangiogene medel ordineras till ett stort antal cancerpatienter i kombination med konventionella läkemedel, "förklarar Rakesh K. Jain, Doktorsexamen, chef för Steele Lab och senior och motsvarande författare till Naturnanoteknik Rapportera. "Vår studie ger riktlinjer för hur man kombinerar de antiangiogena läkemedlen med nanoterapeutika." Jain är kockprofessor i strålningsonkologi (tumörbiologi) vid Harvard Medical School.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com