(PhysOrg.com) - Forskare från Harvard och Brigham och Women's Hospital har tagit fram en metod som kan göra det möjligt för läkare att använda högre doser av ett kraftfullt kemoterapiläkemedel som har begränsats eftersom det är giftigt inte bara för tumörer utan för patienternas njurar.

Forskningen, utförs i försöksdjur, kombinerar kemi och nanoteknik för att leverera giftiga platinaatomer till tumörer samtidigt som det nästan helt blockerar platina från att ackumuleras i njurarna, enligt Shiladitya Sengupta, en biträdande professor från Harvard i medicin och hälsovetenskap och teknologi vars laboratorium för nanomedicin vid Harvard-anslutna Brigham and Women's Hospital utförde arbetet.

Sengupta har fokuserat sin forskning i tre år på cisplatin, ett kraftfullt läkemedel mot cancer som används i första linjens kemoterapi. Sengupta sa att drogen, upptäckte för cirka 40 år sedan, har många positiva aspekter. Det är relativt billigt och effektivt mot många cancerformer. Dess toxicitet, dock, begränsar dess användning.

"Även om du kan se fantastiska resultat som en antitumörterapi, du kan inte ge mer, sa Sengupta.

Trots flera försök, cisplatin har inte förbättrats, sa Sengupta. Två liknande läkemedel som också innehåller platina finns på marknaden, men medan de är mindre giftiga för njurarna, de är också mindre aktiva mot tumörer.

Även om kemin är komplex, Nyckeln till cisplatins effektivitet - och dess toxicitet - ligger i hur lätt det frigör platina, både på tumörstället och, oönskat, i njurarna.

Tillverkare av de två alternativa läkemedlen har minskat dessa läkemedels toxicitet genom att få dem att hålla fastare på sin platina. Senguptas arbete tog ett annat spår, dock. Förstå att partiklar större än fem nanometer stora inte skulle absorberas av njuren, han gav sig ut för att konstruera en superstor cisplatin.

Förstå de kemiska egenskaperna hos cisplatinmolekylen och lagarna som styr molekylvikning, hans team designade en polymer som skulle binda till cisplatin, ungefär som en tråd går genom en pärlas centrala hål. Genom att stränga ihop tillräckligt med cisplatin, hela molekylen svepte in sig i en boll, 100 nanometer i storlek, för stor för att komma in i njuren.

Det tog ett par försök att få den molekylära designen rätt, sa Sengupta. Även om den ursprungliga designen visade sig vara giftfri för njurarna, det var inte lika effektivt som det ursprungliga cisplatinet. Sengupta och kollegor justerade den kemiska formeln så att molekylen inte höll så hårt mot platinaatomerna.

Studier utförda av Basar Bilgicer, biträdande professor vid University of Notre Dame, visade att molekylen ackumulerades i tumörvävnad, vars läckande blodkärl lät det passera ut ur kapillärerna som matar tumören. Molekylen är för stor för att passera in i andra vävnader, som njuren, lungor, lever, och mjälte. När man väl sitter fast i tumören, den högre surheten där fick molekylen att falla isär, dumpar sin giftiga belastning på cancervävnaden.

"Det visade absolut minimal toxicitet för njuren, sa Sengupta.

Den nya föreningen har visat sig vara effektiv mot lung- och bröstcancer. Instruktör i patologi Daniela Dinulescu vid Brigham and Women's Hospital visade också att nanoföreningen överträffade cisplatin i en transgen äggstockscancermodell som efterliknar sjukdomen hos människor.

Forskningen, som fick finansiering från National Institutes of Health och försvarsdepartementets bröstcancerforskningsprogram, har inte prövats på människor, och skulle kräva potentiellt långa tester innan de är redo för patientvård.

Beskrivs i förra veckan Proceedings of the National Academy of Sciences , projektet inkluderade också forskare vid University of Notre Dame, Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology, Dana-Farber Cancer Institute, National Chemical Laboratory i Pune, Indien, och Translational Health Science and Technology Institute i New Delhi.