Kombinationen av värme, kemoterapeutiska läkemedel och ett innovativt leveranssystem baserat på nanoteknik kan avsevärt förbättra behandlingen av äggstockscancer samtidigt som det minskar biverkningar från giftiga läkemedel, forskare vid Oregon State University rapporterar i en ny studie.

Resultaten, hittills endast gjort i laboratoriemiljö, visa att denna en-två slag av mild hypertermi och kemoterapi kan döda 95 procent av äggstockscancercellerna, och forskare säger att de förväntar sig att förbättra dessa resultat i fortsatt forskning.

Arbetet är viktigt, de säger, eftersom äggstockscancer-en av de främsta orsakerna till cancerrelaterade dödsfall hos kvinnor-ofta utvecklar resistens mot kemoterapeutiska läkemedel om den återkommer efter en första remission. Det dödar mer än 150, 000 kvinnor runt om i världen varje år.

"Äggstockscancer upptäcks sällan tidigt, och på grund av att kemoterapi ofta behövs utöver kirurgi, "sa Oleh Taratula, en biträdande professor vid OSU College of Pharmacy. "Det är viktigt att kemoterapin är så effektiv som möjligt första gången den används, och vi tror att det här nya tillvägagångssättet bör hjälpa till med det. "

Det är känt att förhöjda temperaturer kan hjälpa till att döda cancerceller, men att värma bara cancercellerna är problematiskt. Det nya systemet innehåller användning av nanopartiklar av järnoxid som kan beläggas med ett läkemedel mot cancer och sedan värms upp när de är inbäddade i cancercellen.

Andra funktioner har också utvecklats för att optimera det nya systemet, i ett ovanligt samarbete mellan ingenjörer, materialvetenskapliga experter och läkemedelsforskare.

En peptid används som hjälper till att styra nanopartikeln specifikt till cancerceller, och nanopartikeln har precis rätt storlek - varken för stor eller för liten - så immunsystemet kommer inte att avvisa den. En speciell polyetylenglykolbeläggning bidrar ytterligare till nanopartiklarnas "stealth" -effekt och hindrar dem från att klumpa ihop sig. Och samspelet mellan cancerläkemedlet och en polymer på nanopartiklarna blir svagare i den sura miljön av cancerceller, hjälpa frisättningen av läkemedlet på rätt plats.

"Hypertermi, eller uppvärmning av celler, görs genom att utsätta de magnetiska nanopartiklarna för en oscillerande, eller alternerande magnetfält, "sade Pallavi Dhagat, docent vid OSU School of Electrical Engineering and Computer Science, och medförfattare till studien. "Nanopartiklarna absorberar energi från det oscillerande fältet och värms upp."

Resultatet, i laboratorietester med äggstockscancerceller, var att en blygsam dos av det kemoterapeutiska läkemedlet, kombinerat med uppvärmning av cellerna till cirka 104 grader, dödade nästan alla celler och var mycket effektivare än antingen läkemedlet eller värmebehandlingen skulle ha varit av sig själv.

Doxorubicin, cancerläkemedlet, av sig själv på den nivå som används i dessa experiment skulle lämna cirka 70 procent av cancercellerna vid liv. Med det nya tillvägagångssättet, bara 5 procent var fortfarande livskraftiga.

Arbetet publicerades i International Journal of Pharmaceutics , som ett samarbete mellan forskare vid OSU College of Pharmacy, Ingenjörshögskola, och Ocean NanoTech i Springdale, Ark. Den stöddes av Medical Research Foundation i Oregon, PhRMA Foundation och OSU College of Pharmacy.

"Jag är väldigt upphetsad över detta leveranssystem, "Taratula sa." Cancer är alltid svårt att behandla, och detta bör göra det möjligt för oss att använda lägre nivåer av de giftiga kemoterapeutiska läkemedlen, minimera biverkningar och utveckling av läkemedelsresistens, och fortfarande förbättra effektiviteten av behandlingen. Vi försöker inte döda cellen med värme, men använder den för att förbättra läkemedlets funktion. "

Järnoxidpartiklar hade använts tidigare i vissa medicinska behandlingar, forskare sa, men inte med det kompletta systemet som utvecklats vid OSU. Djurförsök, och i slutändan mänskliga prövningar, kommer att behövas innan det nya systemet är tillgängligt för användning.

Läkemedelsleveranssystem som detta kan senare tillämpas på andra former av cancer, såsom prostatacancer eller bukspottskörtelcancer, för att förbättra effektiviteten av kemoterapi under dessa förhållanden, Sa Taratula.