Forskare vid MIT och Brigham och Women's Hospital har visat att de kan leverera cancerläkemedlet cisplatin mycket mer effektivt och säkert i en form som har inkapslats i en nanopartikel riktad mot prostatatumörceller och aktiveras när det når sitt mål.

Med hjälp av de nya partiklarna, forskarna kunde framgångsrikt krympa tumörer hos möss, använder endast en tredjedel av mängden konventionell cisplatin som behövs för att uppnå samma effekt. Det kan hjälpa till att minska cisplatins potentiellt allvarliga biverkningar, som inkluderar njurskada och nervskada.

2008, forskarna visade att nanopartiklarna arbetade i cancerceller som odlats i en laboratorieskål. Nu när partiklarna har visat löfte hos djur, laget hoppas kunna gå vidare till mänskliga tester.

”I varje steg, det är möjligt att det kommer nya vägspärrar, men du försöker bara Säger Stephen Lippard, Arthur Amos Noyes professor i kemi och seniorförfattare till tidningen, som visas i Förfaranden från National Academy of Sciences veckan den 10 januari.

Omid Farokhzad, docent vid Harvard Medical School och chef för Laboratory of Nanomedicine and Biomaterials på Brigham and Women's Hospital, är också en författare till tidningen. Shanta Dhar, en postdoktor i Lippards laboratorium, och Nagesh Kolishetti, en postdoktor i Farokhzads laboratorium, är medledande författare.

Bättre leverans

Cisplatin, som läkare började använda för att behandla cancer i slutet av 1970 -talet, förstör cancerceller genom att tvärbinda deras DNA, som i slutändan utlöser celldöd. Trots dess negativa biverkningar, som också inkluderar nervskada och illamående, ungefär hälften av alla cancerpatienter som får kemoterapi tar Cisplatin eller andra platinamediciner.

Ett annat problem med konventionell cisplatin är dess relativt korta livslängd i blodomloppet. Endast cirka 1 procent av dosen som ges till en patient når någonsin tumörcellernas DNA, och ungefär hälften av det utsöndras inom en timme efter behandlingen.

För att förlänga cirkulationstiden, forskarna bestämde sig för att innesluta ett derivat av cisplatin i en hydrofob (vattenavvisande) nanopartikel. Först, de modifierade läkemedlet, som normalt är hydrofil (vattenattraktiv), med två hexansyrenheter - organiska fragment som stöter bort vatten. Det gjorde det möjligt för dem att inkapsla det resulterande prodruget - en form som är inaktiv tills den kommer in i en målcell - i en nanopartikel.

Med denna metod, mycket mer av läkemedlet når tumören, eftersom mindre av läkemedlet bryts ned i blodomloppet. Forskarna fann att nanopartiklarna cirkulerade i blodomloppet i cirka 24 timmar, minst 5 gånger längre än okapslat cisplatin. De fann också att det inte ackumulerades så mycket i njurarna som konventionell cisplatin.

För att hjälpa nanopartiklarna att nå sitt mål, forskarna belagde dem också med molekyler som binder till PSMA (prostata specifikt membranantigen), ett protein som finns på de flesta prostatacancerceller.

Efter att ha visat nanopartiklarnas förbättrade hållbarhet i blodet, forskarna testade deras effektivitet genom att behandla möss implanterade med humana prostatatumörer. De fann att nanopartiklarna minskade tumörstorleken lika mycket som konventionell cisplatin under 30 dagar, men med bara 30 procent av dosen.

”De har mycket elegant visat inte bara förbättrad effekt utan också minskad toxicitet, ”Säger Mansoor Amiji, ordförande för läkemedelsvetenskap vid Northeastern University Bouvé College of Health Sciences, som inte var inblandad i forskningen. ”Med en nanopartikel, du ska kunna få högre doser till patienten, så du kan få ett mycket bättre terapeutiskt resultat och inte oroa dig så mycket för biverkningar. ”

Denna typ av nanopartikeldesign kan lätt anpassas för att bära andra typer av läkemedel, eller till och med mer än ett läkemedel i taget, som forskarna rapporterade i ett PNAS -papper i oktober förra året. De kan också utformas för att rikta andra tumörer än prostatacancer, så länge som dessa tumörer har kända receptorer som kan riktas. Ett exempel är Her-2-receptorn som är rik på vissa typer av bröstcancer, säger Lippard.

Partiklarna som testas i detta dokument är baserade på samma design som partiklar som utvecklats av Farokhzad och MIT Institute Professor Robert Langer som levererar cancerläkemedlet docetaxel. En klinisk fas I -studie för att bedöma dessa partiklar började förra veckan, drivs av BIND Biosciences.

Ytterligare djurförsök behövs innan de cisplatinbärande partiklarna kan gå in i kliniska prövningar hos människor, säger Farokhzad. "I slutet av dagen, om alla utvecklingsresultat är lovande, då skulle vi hoppas kunna sätta något liknande hos människor inom de närmaste tre åren, Säger han.