Standardmetoden för cancerterapi idag är att blanda och matcha kemoterapiläkemedel för att attackera tumörer på flera sätt. Nu, två separata team av utredare har visat att användning av nanopartiklar för att leverera flera läkemedel samtidigt kan ge en synergistisk effekt som ökar celldödande förmåga hos båda läkemedlen.

I en studie, ett team av utredare vid Northwestern University har visat att de kan kombinera två kraftfulla men extremt giftiga läkemedel mot cancer - cisplatin och doxorubicin - i en polymer nanopartikel, ger en avsevärd ökning av kombinationens förmåga att förstöra tumörer. Dessutom, två-i-ett nanopartikeln minskar mängden av båda läkemedlen som behövs för att döda cancerceller, vilket förmodligen skulle minska de toxiska biverkningarna som är förknippade med dessa läkemedel.

SonBinh Nguyen och Thomas O'Halloran ledde denna studie, som publicerades i Journal of the American Chemical Society . Dr O'Halloran är co-huvudutredare för ett av 12 Cancer Nanotechnology Platform Partnerships som finansieras av National Cancer Institute Alliance for Nanotechnology in Cancer. Han är också medlem av Northwestern University Center for Cancer Nanotechnology Excellence (CCNE), som också ingår i Alliansen för nanoteknik i cancer.

Även om den ursprungligen utformades för att transportera arseniktrioxid till solida tumörer, nanopartiklarna som används i denna studie har visat sig vara ganska mångsidiga i sin förmåga att transportera ett brett utbud av laster till maligniteter. I den här studien, utredarna ville se om leverans av två läkemedel i en nanopartikel erbjöd några fördelar med att leverera dem utan nanopartikel eller i separata nanopartiklar. Nanopartiklarna, som forskarna kallar nanobiner, tillverkas genom att innesluta en liposom inuti en pH-känslig polymerbur. I detta fall, doxorubicin är fångat i liposomens kärna, medan cisplatin var innesluten i polymerburen.

I en första uppsättning experiment, utredarna fastställde att ett förhållande på 5 till 1 av cisplatin till doxorubicin var det mest effektiva vid behandling av äggstockstumörer när de två läkemedlen kombinerades i samma nanopartikel. När de två läkemedlen administrerades i detta förhållande men med var och en i sin egen nanopartikel, kombinationen var inte bara mindre effektiv för att döda maligna celler, men de två drogerna verkade störa varandra, ett fenomen som ofta observeras i klinisk praxis. Administrering av de två läkemedlen i samma nanopartikel säkerställer att läkemedlen träffar deras intracellulära mål samtidigt, vilket är det som sannolikt leder till den synergism som observerats i denna studie.

Under tiden, Mansoor Amiji och Zhenfeng Duan, med-principutredare för Cancer Nanotechnology Platform Partnership vid Northeastern University, har visat att en annan typ av polymernanopartiklar också kan leverera två anticancermedel samtidigt och som ett resultat kan döda cancerceller som har blivit resistenta mot läkemedelsbehandling. I detta fall, forskarna syntetiserade biokompatibla polymernanopartiklar som inneslutna paklitaxel och lonidamin och som riktade sig mot epidermal tillväxtfaktorreceptor (EGFR) som är överuttryckt på mycket aggressiva tumörer. När de läggs till tumörceller som växer i kultur, nanopartikeln som innehöll båda läkemedlen var mycket effektivare för att döda de läkemedelsresistenta cellerna än när de två läkemedlen administrerades samtidigt i separata nanopartiklar. Utredarna rapporterade sina fynd i tidningen Molecular Pharmaceutics .

I en separat uppsättning experiment, vars resultat publicerades i tidskriften Angewandte Chemie International Edition , Drs. Nguyen och O'Halloran, sällskap av Thomas Meade, en annan medlem av Northwestern CCNE, visat att nanobiner också kan leverera ett terapeutiskt och magnetiskt resonansavbildande medel till tumörer. I den här studien, forskarna laddade anticancermedlet gemcitabin i nanobinets kärna och lade till ett gadoliniummagnetisk resonanskontrastmedel på nanobinets yta. När det läggs till mustumörceller, nanobinerna togs upp snabbt och nanobinerna var tydligt synliga i magnetiska resonansbilder. Dessutom, nanopartiklarna släppte sin gemcitabinnyttolast när nanobinerna togs upp av de odlade cellerna.