Under de senaste sex åren, National Cancer Institute (NCI) Nanotechnology Characterization Laboratory (NCL), en nyckelkomponent i NCI:s Alliance for Nanotechnology in Cancer, har karakteriserat mer än 250 olika nanomaterial utvecklade av över 75 forskargrupper. Denna omfattande erfarenhet har gett NCL-personalen ett unikt perspektiv på hur man designar säkra och biokompatibla nanomaterial för mänskligt bruk. I en artikel publicerad i tidskriften Integrativ biologi , NCL-teamet delade med sig av några av de lärdomar de har lärt sig.
NCL utför och standardiserar den prekliniska karakteriseringen av nanomaterial avsedda för cancerterapi och diagnostik utvecklad av forskare från akademin, regering, och industri. Labbet fungerar som en nationell resurs och kunskapsbas för cancerforskare, och underlättar utveckling och översättning av partiklar och enheter i nanoskala för kliniska tillämpningar. Scott McNeil, NCL:s direktör, och sju kollegor sammanställde de vanliga fallgroparna som icke-materiella utvecklare stöter på på sin väg från grundforskning, till produkter som kommer att testas som medel för att avbilda eller leverera läkemedel till tumörer hos människor.
En viktig lärdom för utvecklare av nanomaterial, som tenderar att vara akademiska forskare med liten erfarenhet av att utveckla produkter avsedda för klinisk användning, är att de måste fokusera mer på att säkerställa att de material de utvecklar för testning på djur, och så småningom människor, är sterila. En nyligen genomförd granskning av 75 prover som anlände till NCL för testning visade att mer än en tredjedel visade tecken på bakteriell kontaminering.
En annan viktig lärdom var att kommersiellt tillgängligt material, oavsett om de är nanomaterial eller kemikalier som används för att tillverka nanomaterial, är inte alltid vad de ser ut att vara. I vissa fall, dessa råvaror är förorenade med bakteriella toxiner, i andra fall uppfyller produkterna inte de specifikationer som tillverkarna annonserar. Dr McNeil och hans kollegor noterar att "det ligger i forskarnas bästa intresse att alltid karakterisera material innan man fortsätter med syntes och dyrare funktionalisering och biologiska tester."
NCL-personal fann också att utredarna måste göra ett bättre jobb med att rena sina nanomaterial från rester som finns kvar från de processer de använder för att tillverka sina nanopartiklar och andra formuleringar. I vissa fall, nanomaterial som verkade vara giftiga var i själva verket biokompatibla. Istället, det var produktionsföroreningar som orsakade toxicitetsproblem. Dessutom, NCL-studier har visat att nanomaterialtoxicitet ofta kan elimineras genom att välja lite olika utgångsmaterial som inkorporeras i slutprodukten men som inte spelar någon roll som bildframkallande medel eller cancerläkemedel.
De två sista lektionerna har att göra med vikten av att utveckla rätt metoder för att bedöma ett nanomaterials stabilitet i kroppen och den hastighet med vilken det släpper ut sin last vid det avsedda målet, tumören. NCL-teamledare rekommenderar att utvecklare av nanomaterial använder flera analyser innan de påbörjar djurstudier för att fastställa dessa egenskaper hos deras nanomaterial eftersom enstaka analyser ofta kan måla upp en ofullständig bild som kan leda till slöseri med tid och pengar.
Arbetet som producerade dessa fynd beskrivs mer detaljerat i en artikel med titeln "Vanliga fallgropar i nanoteknologi:lärdomar från NCI:s Nanotechnology Characterization Laboratory." Ett sammandrag av denna artikel finns tillgänglig på tidskriftens webbplats.
