(Phys.org) —Herceptin och camptothecin är båda kraftfulla anticancermedel med nyckelegenskaper som begränsar deras effektivitet vid behandling av cancer. Patienter som behandlas med Herceptin, en monoklonal antikropp som riktar sig mot en tillväxtfrämjande faktor som är vanlig för bröstcancer (Her2), ofta återfall när deras tumörer blir resistenta mot läkemedlet. att övervinna camptothecins toxicitet och låga löslighet representerar stora terapeutiska utmaningar. Nu, forskare vid California Institute of Technology har använt nanoteknik för att kombinera de två till vad som hittills verkar vara ett mycket effektivt läkemedel för att behandla aggressiv bröstcancer.
Mark E. Davis och hans doktorand Han Han rapporterar sitt utvecklingsarbete i tidskriften Molecular Pharmaceutics . Dr Davis är också projektledare vid Caltechs Center of Cancer Nanotechnology Excellence.
Läkemedel baserade på monoklonala antikroppar och nanopartiklar är inte nya, men vad Dr Davis och Ms Han har gjort för första gången är att använda en enda antikroppsmolekyl, bunden till en nanopartikel, som både ett målinriktat medel för den drogladdade nanopartikeln och ett terapeutiskt medel. De skapade denna konstruktion genom att först koppla olösligt kamptotecin till en naturlig biopolymer känd som mucin och den allmänt använda biokompatibla polymeren, polyetylenglykol (PEG). Kamptotecin-mucin-PEG-kombinationen självmonteras till en tätt packad nanopartikel som lätt löser sig i vatten och biologiska vätskor som blod. De kopplade sedan kemiskt samman en molekyl Herceptin per nanopartikel för att skapa deras slutliga terapeutiska medel.
I en tidigare studie visade gruppen att en rad aggressiva brösttumörceller som överuttrycker Her2-proteinet lätt tog upp den Herceptin-kopplade nanopartikeln. Baserat på dessa resultat, Caltech-forskarna utförde tester på möss med tumörer som odlats från samma cellinje, vilka cancerforskare anser vara en av de mest resistenta cellinjerna mot cancerläkemedel, inklusive camptothecin. Först, de bestämde den maximala tolererade dosen av camptothecin nanopartikelläkemedlet utan Herceptin, det är, den högsta dosen som inte skulle få mössen att förlora mer än 15 procent av sin kroppsvikt. De behandlade sedan tumörbärande djur med en dos av den Herceptin-bundna nanopartikeln som var cirka 10 procent av denna maximalt tolererade dos.
Resultaten var imponerande. Alla djur som fick Herceptin-camptothecin nanopartikeln var fria från några tecken på tumör på dag nio av experimentet efter en enda injektion, och djuren förblev tumörfria vid slutet av sexveckorsstudien (medan de injicerades var tredje vecka). Djur som behandlats med en motsvarande mängd av enbart Herceptin varannan vecka eller oriktade camptothecin-laddade nanopartiklar svarade positivt, med majoriteten av de behandlade mössen som visar signifikant tumörkrympning, även om endast hälften av djuren upplevde fullständig tumörregression. Tumörer växte snabbt utan tecken på positivt svar hos djur som fick antingen saltlösning eller fritt kamptotecin och inget av djuren i dessa två grupper överlevde till slutet av studien.
Denna forskning, som beskrivs i en artikel med titeln, "Enkel-antikropp, riktad nanopartikelleverans av kamptotecin, " fick stöd 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.
