(Phys.org) – Forskare inom biomedicinsk teknik har utvecklat en metod för att tillföra läkemedel mot cancer som i huvudsak smugglar läkemedlet in i en cancercell innan det sätter igång dess frisättning. Metoden kan liknas vid att hålla en cancerdödande bomb och dess detonator åtskilda tills de är inuti en cancercell, där de sedan kombineras för att förstöra cellen.

"Det här är ett effektivt, snabbverkande sätt att leverera läkemedel till cancerceller och utlösa celldöd, " säger Dr Ran Mo, huvudförfattare till en artikel om arbetet och en postdoktor i det gemensamma biomedicinska ingenjörsprogrammet vid North Carolina State University och University of North Carolina vid Chapel Hill. "Vi använde också lipidbaserade nanokapslar som redan används för kliniska tillämpningar, gör det närmare att använda i den verkliga världen."

Tekniken använder lipidbaserade kapslar i nanoskala, eller liposomer, att leverera både läkemedlet och frisättningsmekanismen till cancerceller. En uppsättning liposomer innehåller adenosin-5'-trifosfat (ATP), den så kallade "energimolekylen". En andra uppsättning liposomer innehåller ett läkemedel mot cancer som kallas doxorubicin (Dox) som är inbäddat i ett komplex av DNA-molekyler. När DNA-molekylerna kommer i kontakt med höga nivåer av ATP, de vecklar ut sig och släpper Dox. Ytan på liposomerna är integrerad med positivt laddade lipider eller peptider, som fungerar som korkskruvar för att introducera liposomerna i cancerceller.

När liposomerna absorberas i en cancercell, de är förseglade från resten av cellen i en endosom – ett fack som väggar av allt främmande material som kommer in i en cell.

Miljön inuti en endosom är sur, som får Dox-liposomer och ATP-liposomer att smälta samman, såväl som till väggen av själva endosomen.

Under tiden, två andra saker händer samtidigt. Först, ATP-liposomerna spiller ut sin ATP i Dox-liposomerna, släpper Dox från sin DNA-bur. Andra, Dox liposomernas väggar skapar en öppning i endosomen, spilla sitt Dox-rika innehåll i den omgivande cellen - vilket leder till celldöd.

I en musmodell, forskarna fann att den nya tekniken avsevärt minskade storleken på bröstcancertumörer jämfört med behandling som använde Dox utan liposomerna i nanoskala.

"Detta arbete liknar något tidigare forskning vi har gjort med polymerbaserade nanogeler - men det finns en viktig skillnad, " säger Dr Zhen Gu, senior författare till uppsatsen och en biträdande professor i det gemensamma biomedicinska ingenjörsprogrammet. "Skillnaden är att denna liposombaserade teknik tillåter oss att introducera ytterligare ATP i cancercellen, släpper ut drogen snabbare.

"Att kunna justera ATP-nivåer är viktigt eftersom vissa cancerceller har ATP-brist, Gu tillägger. "Men den här tekniken skulle fungera även i dessa miljöer."