(PhysOrg.com) - Att gå mindre kan ge bättre resultat, särskilt när det gäller cancerbekämpande läkemedel.

Duke University bioingenjörer har utvecklat en enkel och billig metod för att ladda nyttolaster mot cancer i leveransfordon i nanoskala och har i djurmodeller visat att denna nya nanoformulering kan eliminera tumörer efter en enda behandling. Efter att ha levererat läkemedlet till tumören, leveransfordonet bryts ner i ofarliga biprodukter, markant minska toxiciteten för mottagaren.

Nano-leveranssystem har blivit alltmer attraktiva för forskare på grund av deras förmåga att effektivt komma in i tumörer. Eftersom blodkärl som levererar tumörer är mer porösa, eller läcker, än vanliga kärl, nanoformuleringen kan lättare komma in och ackumuleras i tumörceller. Detta innebär att högre doser av läkemedlet kan levereras, öka dess cancerdödande förmåga samtidigt som biverkningarna i samband med systematisk kemoterapi minskar

"När det används för att leverera cancerläkemedel i våra modeller, den nya formuleringen har en fyra gånger högre maximal tolererad dos än samma läkemedel i sig, och det inducerade nästan fullständig tumörregression efter en injektion, ”Sa Ashutosh Chilkoti, Theo Pilkington professor i biomedicinsk teknik vid Duke's Pratt School of Engineering. "Det fria läkemedlet hade bara en blygsam effekt vid krympande tumörer eller för att förlänga djurens överlevnad".

Resultaten av Chilkotis experiment publicerades tidigt online i tidningen Naturmaterial .

”Lika viktigt, vi tror, är den nya metoden vi utvecklat för att skapa dessa läkemedel, ”Sa Chilkoti. "Till skillnad från andra tillvägagångssätt, vi kan producera stora mängder enkelt och billigt, och vi tror att den nya metoden teoretiskt skulle kunna användas för att förbättra effektiviteten hos andra befintliga cancerläkemedel. ”

Centralt i den nya metoden är hur läkemedlet "fästs" till dess polypeptidavgivningssystem och huruvida ett läkemedel kan lösas i vatten eller inte.

Leveranssystemet använder bakterien Escherichia coli (E. coli) som har genetiskt förändrats för att producera en specifik artificiell polypeptid känd som en chimär polypeptid. Eftersom E. coli vanligtvis används för att producera proteiner, det ger en enkel och pålitlig produktionsanläggning för dessa specifika polypeptider med hög avkastning.

När den är fäst till en av dessa chimära polypeptider, läkemedlet har egenskaper som läkemedlet inte ensamt har. De flesta droger löser sig inte i vatten, vilket begränsar deras förmåga att tas upp av celler. Men att vara fäst vid en nanopartikel gör läkemedlet lösligt.

"När dessa två element kombineras i en behållare, de samlas spontant i en vattenlöslig nanopartikel, ”Sa Chilkoti. "De monterar sig också konsekvent och pålitligt i en storlek på 50 nanometer eller så, vilket gör dem perfekta för cancerterapi. Eftersom många kemoterapeutiska läkemedel är olösliga, Vi tror att detta nya tillvägagångssätt kan fungera för dem också. ”

De senaste experimenten involverade doxorubicin, ett vanligt förekommande medel för behandling av blodcancer bröst, äggstockar och andra organ. Forskarna injicerade möss med tumörer implanterade under huden med antingen den chimära polypeptid-doxorubicin-kombinationen eller doxorubicin ensam.

Mössen som behandlades med doxorubicin ensam hade en genomsnittlig tumörstorlek 25 gånger större än de som behandlades med den nya kombinationen. Den genomsnittliga överlevnadstiden för de doxorubicinbehandlade mössen var 27 dagar, jämfört med mer än 66 dagar för möss som fick den nya formuleringen.

Duke -forskarna planerar nu att testa den nya kombinationen på olika typer av cancer, liksom tumörer som växer inom olika organ. De kommer också att försöka kombinera dessa chimära polypeptider med andra olösliga läkemedel och testa deras effektivitet mot tumörer.

Tillhandahålls av Duke University (nyheter:webb)