Nanopartiklar anses vara ett lovande tillvägagångssätt för att upptäcka och bekämpa tumörceller. Metoden har, dock, misslyckades ofta eftersom det mänskliga immunsystemet känner igen och avvisar dem innan de kan fylla sin funktion. Forskare vid Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf och vid University College Dublin har utvecklat nanopartiklar som går förbi kroppens försvarssystem och hittar de sjuka cellerna. Denna procedur använder fragment från en antikropp som bara förekommer hos kameler och lamadjur.

Användningen av nanopartiklar i cancerforskning anses vara ett lovande tillvägagångssätt för att upptäcka och bekämpa tumörceller. Metoden har, dock, misslyckades ofta eftersom det mänskliga immunsystemet känner igen partiklarna som främmande föremål och stöter bort dem innan de kan fylla sin funktion. Forskare vid Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) och vid University College Dublin i Irland har, tillsammans med andra partners, utvecklat nanopartiklar som inte bara kringgår kroppens försvarssystem, men också hitta till de sjuka cellerna. Denna procedur använder fragment från en viss typ av antikropp som endast förekommer hos kameler och lamadjur. De små partiklarna var till och med framgångsrika under förhållanden som liknar situationen i potentiella patienters kroppar.

Beskriv det aktuella forskningsläget, Dr Kristof Zarschler från Helmholtz Virtual Institute NanoTracking vid HZDR förklarar, "För närvarande måste vi övervinna tre utmaningar. För det första, vi måste producera minsta möjliga nanopartiklar. Vi måste sedan modifiera deras yta på ett sätt så att proteinerna i människokropparna inte omsluter dem, vilket skulle göra dem ineffektiva. För att kunna försäkra, att partiklarna gör sitt jobb, vi måste också på något sätt programmera dem för att hitta de sjuka cellerna." forskarna från Dresden och Dublin kombinerade expertis för att utveckla nanopartiklar gjorda av kiseldioxid med fragment av kamelantikroppar.

I motsats till konventionella antikroppar, som består av två lätta och två tunga proteinkedjor, de som tas från kameler och lamor är mindre komplexa och består av endast två tunga kedjor. "På grund av denna förenklade struktur, de är lättare att producera än vanliga antikroppar, " förklarar Zarschler. "Vi behöver också bara ett särskilt fragment - den del av molekylen som binder till vissa cancerceller - vilket gör produktionen av mycket mindre nanopartiklar möjlig." Genom att modifiera ytan på nanopartikeln, det blir också svårare för immunsystemet att känna igen det främmande materialet, vilket gör att nanopartiklarna faktiskt kan nå sitt mål.

De ultrasmå partiklarna ska då detektera den så kallade epidermala tillväxtfaktorreceptorn (EGFR) i människokroppen. I olika typer av tumörer, denna molekyl är överuttryckt och/eller existerar i en muterad form, vilket gör att cellerna kan växa och föröka sig okontrollerat. Dresdenforskarna kunde i experiment visa att nanopartiklar som har kombinerats med kamelantikroppsfragmenten kan binda fastare till cancercellerna. "EGFR är ett virtuellt lås som vår antikropp passar som en nyckel, " förklarar Zarschler.

De fick till och med samma resultat i experiment som involverade humant blodserum - en biologiskt relevant miljö som forskarna påpekar:"Detta betyder att vi utförde testerna under förhållanden som är mycket lika verkligheten i människokroppen, " förklarar Dr. Holger Stephan, som leder projektet. "Problemet med många aktuella studier är att konstgjorda förhållanden väljs där det inte finns några störande faktorer. Även om detta ger goda resultat, det är i slutändan värdelöst eftersom nanopartiklarna slutligen misslyckas i experiment som utförs under mer komplexa förhållanden. I vårat fall, vi skulle åtminstone kunna minska denna felkälla."

Dock, Det krävs mer tid innan nanopartiklarna kan användas för att diagnostisera mänskliga tumörer. "De framgångsrika testerna har tagit oss ett steg längre, " förklarar Stephan. "Vägen, dock, till dess kliniska användning är lång." Nästa mål är att minska storleken på nanopartiklarna, som nu är cirka femtio nanometer i diameter, till mindre än tio nanometer. "Det skulle vara optimalt, " enligt Zarschler. "Då skulle de bara finnas kvar i människokroppen under en kort period – precis tillräckligt länge för att upptäcka tumören."