(Phys.org) - En av de främsta orsakerna till att nanopartiklar kan öka effektiviteten av ett läkemedel mot cancer samtidigt som det minskar dess toxicitet är att de kan ackumuleras på cancerställen i kroppen genom de onormalt läckande blodkärlen som omger de flesta fasta tumörer. Medan förbättrad permeabilitet och retention (EPR) fenomen är effektivt, det är ineffektivt och den stora majoriteten av en injicerad dos av nanopartikelfångat läkemedel utsöndras från kroppen utan att någonsin nå sitt avsedda mål. Nu, dock, ett team av utredare från National Cancer Institute (NCI) har hittat ett sätt att markant förstärka EPR -effekten och öka nanopartiklarnas ackumulering i tumörer mer än 20 gånger.
Hisataka Kobayashi och hans kollegor vid NCI:s Center for Cancer Research använde en teknik som de kallar fotoimmunterapi, som använder en antikropp kopplad till en ljuskänslig förening eller fotosensibiliserare, för att öka läckigheten hos tumörassocierade blodkärl. Den resulterande superförstärkta permeabiliteten och retentionen (SUPR) ökade inte bara mängden läkemedelsbelastade nanopartiklar som ackumulerades i sensibiliserade tumörer, men ännu viktigare, minskade avsevärt storleken på behandlade tumörer. Utredarna rapporterar sitt arbete i journalen ACS Nano .
För att skapa sitt fotoimmunterapimedel, NCI-teamet länkade en FDA-godkänd monoklonal antikropp, panitumumab, som riktar sig till EGFR -receptorvarianten, ErbB1, som överuttrycks på vissa fasta tumörer till ett fotosensibiliserande medel som kallas IR700. En dag efter injicering av detta medel i tumörbärande möss, utredarna använde en enda dos av nära-infrarött ljus för att aktivera medlet. De injicerade sedan panitumumab med en fluorescerande etikett som kunde avbildas och fann att antikroppen snabbt ackumulerades endast i de tumörer som hade sensibiliserats genom bestrålning och inte i de som inte hade sensibiliserats.
Efterföljande experiment visade att den bestrålade antikroppsbundna fotosensibiliseraren skadar det första lagret av tumörceller som sitter bredvid de läckande blodkärlen. När dessa celler är skadade, det förändrar trycket runt blodkärlen, får dem att expandera, vilket ökar deras läckage. Utredarna visade att SUPR -effekten ökar dessa blodkärls permeabilitet för partiklar så stora som 200 nanometer.
I en sista uppsättning experiment, forskarna administrerade sedan kommersiellt tillgängligt liposominkapslat daunorubicin en timme efter bestrålning. Trettio dagar efter att 10 djur behandlats, sju av mössen levde fortfarande, jämfört med endast ett djur som behandlades med enbart liposomalt daunorubicin.
Detta arbete beskrivs i ett papper med titeln, "Markant förbättrad permeabilitet och retentionseffekter framkallade av fotoimmunterapi av tumörer." En sammanfattning av denna uppsats finns på tidskriftens webbplats.
