(Phys.org) – Forskare har utvecklat en teknik för att skapa nanopartiklar som bär två olika cancerdödande läkemedel in i kroppen och levererar dessa läkemedel till separata delar av cancercellen där de kommer att vara mest effektiva. Tekniken har utvecklats av forskare vid North Carolina State University och University of North Carolina vid Chapel Hill.

"Vid testning på laboratoriemöss, vår teknik resulterade i en betydande förbättring av bröstcancertumörminskning jämfört med konventionella behandlingstekniker, " säger Dr Zhen Gu, senior författare till en artikel om forskningen och en biträdande professor i det gemensamma biomedicinska ingenjörsprogrammet vid NC State och UNC-Chapel Hill.

"Cancerceller kan utveckla resistens mot kemoterapiläkemedel, men är mindre benägna att utveckla resistens när flera läkemedel ges samtidigt, " säger Gu. "Men, olika läkemedel riktar sig mot olika delar av cancercellen. Till exempel, proteinläkemedlet TRAIL är mest effektivt mot cellmembranet, medan doxorubicin (Dox) är mest effektivt när det levereras till kärnan. Vi har kommit fram till en sekventiell och platsspecifik leveransteknik som först levererar TRAIL till cancercellmembran och sedan penetrerar membranet för att leverera Dox till kärnan."

Gus forskargrupp utvecklade nanopartiklar med ett yttre skal av hyaluronsyra (HA) vävt ihop med TRAIL. HA interagerar med receptorer på cancercellmembran, som "griper" nanopartikeln. Enzymer i cancercellsmiljön bryter ner HA, släpper TRAIL på cellmembranet och utlöser slutligen celldöd.

När HA-skalet går sönder, det avslöjar också kärnan i nanopartikeln, som är gjord av Dox som är inbäddad med peptider som gör att kärnan kan tränga in i cancercellen. Cancercellen omsluter kärnan i en skyddande bubbla som kallas endosom, men peptiderna på kärnan gör att endosomen börjar bryta isär. Detta spiller ut Dox i cellen där den kan penetrera kärnan och utlösa celldöd.

"Vi designade detta läkemedelsleveransmedel med en "programmerad" strategi, " säger Tianyue Jiang, en huvudförfattare i Dr Gus labb. "Olika droger kan släppas vid rätt tidpunkt på sina rätta platser, " tillägger Dr Ran Mo, en postdoktor i Gus labb och den andra huvudförfattaren.

"Denna forskning är vårt första proof of concept, och vi kommer att fortsätta att optimera tekniken för att göra den ännu mer effektiv, " säger Gu. "De tidiga resultaten är mycket lovande, och vi tror att detta skulle kunna skalas upp för storskalig tillverkning."

Pappret, "Gel–liposommedierad samleverans av anticancermembranassocierade proteiner och småmolekylära läkemedel för förbättrad terapeutisk effekt, " publiceras online i Avancerade funktionella material .