(PhysOrg.com) -- Genom att använda nanoporösa kiselpartiklar, två team av utredare har skapat läkemedelsleveranser som kan transportera labila molekylära terapier djupt in i kroppen. Båda grupperna tror att deras nya läkemedelsleveranser skapar nya möjligheter för att utveckla innovativa anticancerterapier.
Mauro Ferrari, vid University of Texas Health Sciences Center i Houston, ledde ett forskarlag som syftar till att utveckla nya metoder för att leverera terapeutiska små interfererande RNA (siRNA)-molekyler till tumörer. Han och hans kollegor publicerade sina resultat av sina studier i tidskriften Cancer Research. Karl Erik Hellström, vid University of Washington, och Jun Liu och Chenghong Lei, båda av Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), ledde forskargruppen som utvecklade metoder för att leverera terapeutiska antikroppar mot tumörer. Deras forskning publicerades i Journal of the American Chemical Society . Dr. Ferrari är huvudutredare för en av National Cancer Institutes (NCI) Physical Sciences in Oncology Centers, och han spelade en avgörande roll i upprättandet av NCI:s Alliance for Nanotechnology in Cancer.
siRNA är ett lovande tillvägagångssätt för anticancerterapi, och en anticancer siRNA-molekyl är nu i kliniska prövningar på människor (klicka här för en ny berättelse). Dock, siRNA-molekyler bryts snabbt ned i kroppen, så att leverera dem till tumörer kräver hjälp.
Dr. Ferraris team närmade sig detta problem genom att först kapsla in siRNA-molekyler i lipidbaserade nanopartiklar. Tidigare arbete av hans team hade redan visat att dessa lipidnanopartiklar kunde leverera siRNA-molekyler till tumörer, men för att uppnå en terapeutisk effekt i tumörbärande möss krävdes injektioner två gånger i veckan under många veckor. För att minska antalet injektioner som behövs, Dr. Ferrari och hans kollegor bestämde sig för att ladda sin nanopartikel-siRNA-konstruktion i porerna hos biokompatibla nanoporösa kiselpartiklar. De injicerade sedan sin läkemedelsleverans i möss med mänskliga äggstockstumörer.
När forskarna undersökte mössen tre veckor senare, forskarna fann att tumörer hade krympt markant och att siRNA-medlet fortfarande utövade sin biologiska effekt. Utredarna fann också att toxiciteterna var minimala eller obefintliga.
Under tiden, University of Washington-PNNL-teamet använde nanoporöst kisel för att fånga in ett stort antal monoklonala antikroppar som riktar sig mot ett specifikt tumörassocierat protein som kallas CTLA-4. Monoklonala antikroppar riktade mot CTLA-4 har visat sig ge markanta antitumöreffekter i kliniska prövningar på människor, men terapeutiska nivåer av denna antikropp kan utlösa oönskade autoimmuna reaktioner och andra allvarliga biverkningar. Drs. Hellström, Liu, och Lei och deras medarbetare resonerade att nanoporösa kiselpartiklar kunde fungera som en reservoar som skulle upprätthålla terapeutiska nivåer av antikroppar precis vid tumörstället samtidigt som de minskar den totala mängden antikropp som cirkulerar fritt i kroppen.
För att testa deras hypotes, utredarna injicerade sin konstruktion direkt i melanom som växte hos möss. Som en kontroll, en andra uppsättning möss fick CTLA-4 monoklonala antikroppar injicerade i peritonealhålan. Resultaten av detta experiment visade att CTLA-4 monoklonala antikroppar levererade med nanoporöst kisel producerade en månadslång undertryckande av tumörtillväxt utan toxicitet, medan CTLA-4-antikroppar ensamma hade liten effekt på tumörtillväxt. Den första gruppen djur levde också mycket längre än den andra gruppen.
Detta arbete med siRNA beskrivs i en artikel med titeln, "Ihållande små störande RNA-leverans av mesoporösa kiselpartiklar." Utredare från University of Texas M.D. Anderson Cancer Center, Rice University, Baylor College of Medicine, University of Texas i Austin, och University of Puerto Rico Comprehensive Cancer Center deltog också i denna studie. En sammanfattning av denna artikel finns tillgänglig på tidskriftens webbplats.
Detta arbete med antikroppar beskrivs i en artikel med titeln, "Lokal frisättning av högt laddade antikroppar från funktionaliserat nanoporöst stöd för cancerimmunterapi." En sammanfattning av denna artikel finns tillgänglig på tidskriftens webbplats.
