(PhysOrg.com) - Tillämpningen av nanoteknik inom läkemedelsleverans har väckt stor uppmärksamhet de senaste åren. Inom cancerforskning, nanoteknik har stora löften för utvecklingen av riktade, lokal leverans av läkemedel mot cancer, där endast cancerceller påverkas.

Sådana riktade terapimetoder skulle representera ett stort framsteg jämfört med nuvarande kemoterapi, där cancerläkemedel sprids i hela kroppen, attackera friska celler tillsammans med cancerceller och orsaka ett antal negativa biverkningar.

Genom att genomföra omfattande studier på möss med humana tumörer, UCLA -forskare har fått resultat som för forskningen ett steg närmare detta mål. I ett papper publicerat 8 juli i tidningen Små , forskare vid UCLA:s California NanoSystems Institute och Jonsson Comprehensive Cancer Center visar att mesoporösa kiseldioxid nanopartiklar (MSN), små partiklar med tusentals porer, kan lagra och leverera kemoterapeutiska läkemedel in vivo och effektivt undertrycka tumörer hos möss.

Forskarna visade också att MSN ackumuleras nästan uteslutande i tumörer efter administrering och att nanopartiklarna utsöndras från kroppen efter att de har levererat sina kemoterapeutiska läkemedel.

Studien genomfördes gemensamt i laboratorierna i Fuyu Tamanoi, en UCLA -professor i mikrobiologi, immunologi och molekylär genetik och chef för programmet för signaltransduktion och terapi vid UCLA:s Jonsson Comprehensive Cancer Center, och Jeffrey Zink, en UCLA -professor i kemi och biokemi.

I studien, forskare fann att MSN cirkulerar i blodomloppet under längre tid och ackumuleras främst i tumörer. Tumörackumuleringen kan förbättras ytterligare genom att fästa en målgrupp till MSN, sa forskarna.

Behandlingen av möss med camptothecin-laddade MSN ledde till krympning och regression av xenografttumörer. Vid slutet av behandlingen, mössen var i huvudsak tumörfria, och akut och långsiktig toxicitet av MSN för mössen var försumbar. Möss med bröstcancer användes i denna studie, men forskarna har nyligen fått liknande resultat med möss med mänsklig bukspottskörtelcancer.

"Vår nuvarande studie visar, för första gången, att MSN är effektiva för läkemedel mot cancer och att kapaciteten för tumörundertryckning är signifikant, "Sa Tamanoi.

"Två egenskaper hos dessa nanopartiklar är viktiga, "Sa Lu." Först, deras förmåga att ackumuleras i tumörer är utmärkt. De verkar undvika övervakningsmekanismen som normalt tar bort material som är främmande för kroppen. Andra, de flesta nanopartiklar som injicerades i mössen utsöndrades genom urin och avföring inom fyra dagar. De senare resultaten är ganska intressanta och kan förklara den låga toxicitet som observerats i de biokompatibilitetsexperiment som vi utförde. "

Forskare vid Nano Machine Center for Targeted Delivery and On-Demand Release modifierar MSN-som är lätt att modifiera-så att nanopartiklarna kan utrustas med nanomaskiner. Till exempel, nanovalvor fästs vid öppningen av porerna för att kontrollera frisättningen av läkemedel mot cancer. Dessutom, det inre av porerna modifieras så att den ljusinducerade frisättningen av läkemedel mot cancer kan uppnås.

"Vi kan modifiera både partiklarna själva och även fästena på partiklarna på många olika sätt, vilket gör detta material särskilt attraktivt för konstruktion av läkemedelsleveransfordon, Sa Zink.

Teamet planerar nu framtida forskning som innebär att man testar MSN i en mängd olika djurmodellsystem och utför omfattande studier om MSN:s säkerhet.

"Omfattande undersökning med praktiska doser som är tillräckliga och lämpliga för in vivo-leverans av läkemedel mot cancer behövs innan MSN kan nå kliniker som ett läkemedelsleveranssystem, "Sa Tamanoi.

Forskningen fick stöd från National Institutes of Health och National Science Foundation. Dessutom, NanoPacific Holdings Inc. gav kritiskt stöd för djurförsöken.