Du kan lära ett gammalt läkemedel nya kemoterapiknep. Forskare från Northwestern University tog en läkemedelsbehandling som bevisats för blodcancer men ineffektiv mot solida tumörer, förpackade den med nanoteknologi och fick den för att bekämpa en aggressiv typ av bröstcancer som förekommer hos unga kvinnor, särskilt unga afroamerikanska kvinnor.
Det läkemedlet är arseniktrioxid, lång del av arsenalen av gammal kinesisk medicin och nyligen antagen av västerländska onkologer för en typ av leukemi. Cancern är trippelnegativ bröstcancer, som ofta inte svarar bra på traditionell kemoterapi och inte kan behandlas med potentiellt livräddande riktade terapier. Kvinnor med trippelnegativ bröstcancer har en hög risk för cancermetastasering och dålig överlevnad.
Inför den nya forskningen, arsenik hade inte varit effektivt vid solida tumörer. Efter att läkemedlet injicerades i blodomloppet, det utsöndrades för snabbt för att fungera. Koncentrationen av arsenik kunde inte ökas, för det var då för giftigt.
En ny arseniknanopartikel - designad för att glida oupptäckt genom blodomloppet tills den anländer till tumören och levererar sin giftiga last - löste allt detta. Nanopartikeln, kallas nanobin, injicerades i möss med trippelnegativa brösttumörer. Nanobiner laddade med arsenik minskade tumörtillväxt hos möss, medan den icke-inkapslade arseniken inte hade någon effekt på tumörtillväxt. Arseniknanobinerna blockerade tumörtillväxt genom att få cancercellerna att dö genom en process som kallas apoptos.
Nanobinet består av nanopartikelformig arseniktrioxid inkapslad i ett litet fettkärl (en liposom) och belagt med ett andra lager av en mantelkemikalie som förlänger livslängden för nanobinet och förhindrar asätareceller från att se det. Nanobin -tekniken begränsar exponeringen av normal vävnad för det giftiga läkemedlet när det passerar genom blodomloppet. När nanobinet absorberas av det onormala, läckande blodkärl i tumören, nanopartiklarna av arsenik frigörs och fångas inuti tumörcellerna.
"Arseniknanobinernas antitumöreffekter mot kliniskt aggressiva trippelnegativa brösttumörer hos möss är extremt uppmuntrande, sa Vince Cryns, docent i medicin och en endokrinolog vid Northwestern Medicine och medlem i Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center vid Northwestern University. "Det finns ett akut behov av att utveckla nya behandlingar för trippelnegativ bröstcancer med dålig prognos."
Cryns och Tom O'Halloran, chef för Chemistry of Life Processes Institute på Northwestern, är seniorförfattare till en artikel om forskningen, som kommer att publiceras 15 juli i Klinisk cancerforskning och finns på tidskriftens omslag. Richard Ahn, en student i utbildningsprogrammet för medicinska forskare vid Northwestern, är huvudförfattare.
"Alla sa att du inte kan använda arsenik för solida tumörer, sa O'Halloran, också biträdande chef för grundläggande vetenskaper vid Lurie Cancer Center. "Det beror på att de inte levererade det på rätt sätt. Denna nya teknik levererade läkemedlet direkt till tumören, bibehöll sin stabilitet och skyddade normala celler från toxiciteten. Det är stort."
Nanopartikelteknologin har stor potential för andra existerande cancerläkemedel som har lagts på hyllan eftersom de är för giftiga eller utsöndras för snabbt, noterade Cryns. "Vi kan potentiellt göra dessa läkemedel mer effektiva mot solida tumörer genom att öka deras leverans till tumören och genom att skydda normala celler från deras toxicitet, " sade han. "Denna nanoteknologiska plattform har potential att utöka vår arsenal av kemoterapiläkemedel för att behandla cancer."
"Att arbeta med båda professorerna O'Halloran och Cryns har gjort det möjligt för oss att utveckla nanobinerna och förhoppningsvis skapa en ny plattform för effektiv behandling av trippelnegativ bröstcancer, "Ahn sa. "Att ha både en grundläggande vetenskap mentor och bröstcancer mentor är idealisk utbildning för mig som en framtida läkare-forskare."
Blickar framåt, utmaningen nu är att förfina och förbättra tekniken. "Hur gör vi det mer giftigt för cancerceller och mindre giftigt för friska celler?" frågade Cryns, även direktören för SUCCEED, ett Northwestern Medicine -program för att förbättra livskvaliteten för bröstcanceröverlevande.
Forskare från Nordväst arbetar med att dekorera nanobinerna med antikroppar som känner igen markörer på tumörceller för att öka läkemedlets upptag av tumören. De vill också lägga två eller flera läkemedel i samma nanobin och leverera dem tillsammans till tumören.
"När du har finjusterat det här, du kan använda vad som annars skulle vara en dödlig eller mycket giftig dos av läkemedlet, eftersom en hel del av det kommer att frigöras direkt i tumören, " sa O'Halloran.
