(Phys.org) —Forskare har utvecklat ett nytt tillvägagångssätt för behandling av en dödlig hjärncancer som slår 15, 000 i USA årligen och för vilka det inte finns någon effektiv långtidsbehandling. Forskarna, från Yale och Johns Hopkins, har visat att tillvägagångssättet förlänger försöksdjurs liv och förbereder sig för att söka regeringens godkännande för en klinisk prövning på människor.

"Vi ville skapa ett system som skulle tränga in i hjärnan och leverera droger till en större volym vävnad, "sa Mark Saltzman, en biomedicinsk ingenjör vid Yale och huvudutredare av forskningen. "Läkemedel måste komma till tumörceller för att fungera, och de måste vara rätt droger. "

Resultaten publicerades 1 juli i Förfaranden från National Academy of Sciences .

Glioblastoma multiforme är en malign cancer med ursprung i hjärnan. Medianöverlevnad med standardvård - kirurgi plus kemoterapi plus strålning - är drygt ett år, och den femåriga överlevnadsgraden är mindre än 10 procent.

Nuvarande metoder för läkemedelsleverans har allvarliga begränsningar. Orala och intravenöst injicerade läkemedel har svårt att komma åt hjärnan på grund av ett biologiskt försvar som kallas blod-hjärnbarriären. Läkemedel som frigörs direkt i hjärnan genom implantat kan inte nå migrerande tumörceller. Och vanliga läkemedel misslyckas med att döda cellerna som främst är ansvariga för tumörutveckling, tillåter återväxt.

Forskarna utvecklade en ny, ultra-liten läkemedelsleveranspartikel som mer snabbt navigerar i hjärnvävnad än vad som finns. De identifierade och testade också ett befintligt FDA-godkänt läkemedel-en fungicid som kallas ditiazaninjodid (DI)-och fann att det kan döda de mest aggressiva tumörframkallande cellerna.

"Detta tillvägagångssätt behandlar begränsningar av andra former av terapi genom att leverera läkemedel direkt till det område som behövs mest, undvika systemiska biverkningar, och låta läkemedlet ligga kvar i veckor, "sa neurokirurg Dr. Joseph M. Piepmeier, medlem i forskargruppen. Piepmeier leder klinisk forskning för Yale Cancer Centers hjärntumörprogram.

De läkemedelsbelastade nanopartiklarna administreras i vätska direkt till hjärnan genom en kateter, kringgå blod-hjärnbarriären. Partiklarnas lilla storlek - deras diameter är cirka 70 nanometer - underlättar rörelse i hjärnvävnad. De släpper ut sin läkemedelsbelastning gradvis, erbjuder långvarig behandling.

I tester på laboratorieråttor med mänsklig hjärncancer, DI-laddade nanopartiklar ökade signifikant medianöverlevnad till 280 dagar, forskare rapporterar. Maximal medianöverlevnadstid för råttor som behandlats med andra terapier var 180 dagar, och utan behandling, överlevnaden var 147 dagar. Tester på grisar visade att den nya läkemedels-partikelkombinationen också diffunderar djupt in i hjärnan hos stora djur.

Nanopartiklarna är gjorda av polymerer, eller strängar av upprepande molekyler. Deras storlek, förmåga att kontrollera frigöring, och applikationsmedel hjälper dem att genomsyra hjärnvävnader.

Forskare screenade mer än 2, 000 FDA-godkända läkemedel i jakten på kandidater som skulle döda de celler som är mest ansvariga för mänsklig tumörutveckling, hjärncancer stamceller. Övergripande, DI fungerade bäst.

Forskarna tror att partiklarna kan anpassas för att leverera andra läkemedel och för att behandla andra sjukdomar i centrala nervsystemet, sa de.

Tidningen har titeln "Mycket penetrerande, läkemedelsbelastade nanokarriärer förbättrar behandlingen av glioblastom. "