(PhysOrg.com) -- Med tillkomsten av riktad läkemedelsterapi för behandling av cancer, det har blivit tydligt att en viktig prediktor för framgång för dessa terapier är om ett sådant läkemedel når sitt mål hos patienten. Det viktigaste måttet på framgång är överlevnad, men att ha några snabba mått på läkemedelsinriktning skulle göra det möjligt för onkologer att göra tidiga förändringar i behandlingen om mängden läkemedel som når sitt avsedda mål var otillräcklig för att döda en tumör.
Ralph Weissleder och hans kollegor vid Harvard Medical School kan ha utvecklat precis vad onkologer beordrade. Använda magnetiska nanopartiklar som en känslig avläsning av läkemedelsinriktning, och ett miniatyriserat kärnmagnetisk resonans (NMR) instrument, Weissleders team skapade ett nytt system för att direkt mäta både måluttryck och läkemedelsbindning i ett litet antal tumörceller som erhållits via nålbiopsi. Denna nya teknik har potential att ge realtidsresultat vid biopsi. Weissleder är huvudutredare för MIT-Harvard Center for Cancer Nanotechnology Excellence.
Rapportera sitt arbete i tidskriften ACS Nano , Harvard-teamet visade att de kunde använda sitt system för att mäta hur effektiva så kallade PARP-hämmare är när det gäller att binda till sitt avsedda mål, proteinet poly(ADP-ribos)-polymeras (PARP). Flera PARP-hämmare går igenom kliniska prövningar för behandling av bröst- och äggstockscancer. Forskarna konstaterar, fastän, att deras system är brett applicerbart på nästan alla typer av läkemedel som måste binda till ett specifikt molekylärt mål.
Nyckelkomponenten i detta specifika analyssystem är en dextranbelagd, tvärbunden järnoxid (CLIO) nanopartikel kopplad till en liten molekylhämmare av PARP. När utredarna förberett denna konstruktion, de testade det på fem olika tumörcellinjer som producerar varierande nivåer av PARP. Efter att ha blandat nanopartiklarna med cellerna, nivåer av PARP-uttryck mättes med ett miniatyriserat NMR-instrument ungefär lika stort som en mobiltelefon. Resultaten, erhållen från så få som 1500 celler, matchade de som erhölls med användning av standardproteinexpressionsteknologier.
Nästa, utredarna testade deras system för att se om det kunde fastställa målbindning för fem olika kommersiellt tillgängliga PARP-hämmare. På nytt, resultaten, erhållits på mindre än 90 minuter och från 10, 000 celler, matchade de som erhölls med hjälp av andra, mer utförlig, tidskrävande, och mycket mindre känslig standardteknik.
Med dessa resultat i hand, Weissleders team mätte läkemedelsinriktning i levande celler och blodprover. Från så små prover som 1500 celler, forskarna fann att deras system kunde upptäcka skillnader i PARP-uttryck och läkemedelsbindning mellan olika tumörtyper. Resultaten, skrev forskarna, "föreslå potentialen för ett framtida behandlingsindex, där patienter med hög läkemedelsbindande effekt skulle få lägre terapeutiska doser, medan patienter med låg läkemedelsbindande effekt skulle kräva högre doser eller vara kandidater för att få alternativa läkemedel." Utredarna arbetar redan med ett andra generationens system som skulle kräva ännu färre, eller till och med singel, celler som kan göra det möjligt för läkare att identifiera utvecklingen av sällsynta läkemedelsresistenta celler.
Detta jobb, som beskrivs i en artikel med titeln, "Nanopartikelmedierad mätning av målläkemedelsbindning i cancerceller, "stöddes delvis av NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer, ett omfattande initiativ utformat för att påskynda tillämpningen av nanoteknik för att förebygga, diagnos, och behandling av cancer. Ett sammandrag av denna artikel finns på tidskriftens webbplats.
