(Phys.org) - Varje tillgängligt cancerläkemedel är mottagligt för resistens, enligt Mansoor Amiji, Framstående professor och ordförande för Institutionen för farmaceutiska vetenskaper. Tumörer växer snabbare än blodkärl, så dessa oroliga massor av celler tar emot mycket lite syre och näringsämnen, vilket betyder att de vet hur man överlever under hårda förhållanden. De gör miniatyrpumpar för att aktivt skingra allt som inte tjänar dem bra (som droger), och de undviker alla kontroller och balanser som normalt upprätthåller friska cellpopulationer.

Var och en av dessa supercellskrafter är kodade i cancerns DNA. I teorin, att stänga av rätt gener skulle stänga av supermakterna, enligt Amiji. En metod som kallas RNA -störning gör just det. Genom att hämma proteinproduktionen av specifika delar av DNA, så kallat små störande RNA, eller siRNA, kan stänga aktiviteten hos enskilda gener.

Men det här är lättare sagt än gjort. SiRNA -molekylerna är otroligt finkorniga molekyler, som Amiji liknade med en kräsen husvakt som behöver allt just så. "De är små, negativt laddad, och extremt labila, " han sa, och de försämras om du andas så mycket på dem i labbet. Alla dessa egenskaper gör det svårt att få dem där du vill ha dem inuti kroppen.

I en ny tidning i tidningen Biomaterial , Amiji och medarbetare vid Novartis Institutes for Biomedical Research presenterar ett system som de tror kommer att övervinna några av dessa utmaningar. Med hjälp av sin expertis inom riktad läkemedelsleverans, Amijis team utvecklade ett modulsystem som kan användas för att leverera siRNA och alla standardläkemedel direkt till cancercellerna och ingen annanstans. Detta arbete finansieras av National Cancer Institute's Alliance for Nanotechnology in Cancer Platform Partnership -bidrag.

"Om vi ​​verkligen vill ta motstånd på huvudet, vi måste ta itu med det på ett multifaktoriellt sätt, "sade Amiji. Det nya modulsystemet är just det - ett mångfacetterat tillvägagångssätt som samtidigt tar upp kemotoxicitet och resistens, två av de svåraste utmaningarna för utvecklare av cancerläkemedel.

I forskningen, ledd av Amijis tidigare doktorand Shanthi Ganesh och nuvarande forskningsassistent professor Arun Iyer, laget skapade ett bibliotek med bärarkomplex, var och en specialiserad för vissa fastigheter. Några av komplexen är bra på att bära negativt laddade molekyler (som siRNA) genom det negativt laddade cellmembranet, som normalt stöter bort dem. Andra komplex är bra på att svälja hydrofoba läkemedel (som inte löser sig i vatten), medan andra fungerar bättre med hydrofila, eller
vattenälskande, " läkemedel.

"Det är nästan som Lego -bitar som du kan blanda och matcha för att skapa rätt montering för rätt typ av nyttolast, och sedan därefter rikta in det rätta området i kroppen där det måste levereras, sa Amiji.

Församlingarna gryr också molekyler som får dem att fungera som hemduvor i blodet, bär sina meddelanden om cellförstörelse enbart till cancerceller.

I denna forskning, Amijis team fokuserade på en molekyl som heter hyaluronsyra, som många cancerceller känner igen via specialiserade receptorer på deras yta. I labbet, de kunde designa system som levererade läkemedel och siRNA direkt och enbart till cancerceller, där 100 procent av nyttolasten släpptes.

Men när de väl testat processen i levande möss, de hade mindre framgång. Det beror på att två faktorer som hjälper till att säkerställa att komplexen når sitt mål inte är ett problem i petriskålen:VVS och instruktioner. Om de riktade cancercellerna har för få receptorer på ytan, komplexen hittar dem inte i det relativt enorma organismerna. Men även om receptoruttrycket är högt, blodtillförseln måste också vara hög i den levande musen, annars kommer de inte ens att börja sin resa i första hand.

Framtida forskare kommer att behöva balansera dessa faktorer när de använder teamets bibliotek för att utveckla bärare som är lämpliga för specifika läkemedel och cancertyper, Sa Amiji. Men systemets modularitet gör det särskilt väl lämpat att hantera en mängd unika utmaningar. "Det gör att vi kan anpassa detta system för rätt typ av tumör, " han förklarade.