Ett forskningssamarbete mellan Brigham and Women's Hospital (BWH) och Dana-Farber Cancer Institute (DFCI) har använt nanomedicinsk teknologi för att utveckla ett läkemedelsleveranssystem som exakt kan rikta in sig på och attackera cancerceller i benet, samt öka benstyrkan och volymen för att förhindra skelettcancerprogression.
Studien publiceras veckan den 30 juni, 2014 in Proceedings of the National Academy of Sciences .
"Ben är en gynnsam mikromiljö för tillväxten av cancerceller som migrerar från tumörer i avlägsna organ i kroppen, såsom bröst, prostata och blod, under sjukdomsprogression, sade Archana Swami, PhD, BWH Laboratory of Nanomedicine and Biomaterials, co-lead studieförfattare. "Vi konstruerade och testade ett beninriktat nanopartikelsystem för att selektivt rikta in sig på benmikromiljön och frigöra ett terapeutiskt läkemedel på ett spatiotemporalt kontrollerat sätt, leder till ombyggnad av benmikromiljö och förebyggande av sjukdomsprogression."
"Det finns begränsade behandlingsalternativ för skelettcancer, " tillade Michaela Reagan, PhD, DFCI Center for Hematologic Oncology, co-lead studieförfattare. "Våra konstruerade riktade terapier manipulerar tumörcellerna i benet och den omgivande mikromiljön för att effektivt förhindra cancer från att spridas i skelettet med minimala effekter utanför målet."
Forskarna utvecklade stealth-nanopartiklar gjorda av en kombination av kliniskt validerade biologiskt nedbrytbara polymerer och alendronat, ett kliniskt validerat terapeutiskt medel, som tillhör bisfosfonatklassen av läkemedel. Bisfosfonater binder till kalcium. Det största lagret av kalcium i människokroppen finns i ben, så bisfosfonater ackumuleras i hög koncentration i ben.
Genom att dekorera ytan på nanopartiklarna med alendronat, nanopartiklarna kan hem till benvävnad för att leverera läkemedel som är inkapslade i nanopartiklarna och dödar tumörceller, samt stimulera sund benvävnadstillväxt. Vidare, bisfosfonater används vanligtvis under behandlingsförloppet för cancer med benmetastaser, och således spelar alendronat en dubbel roll i samband med dessa riktade nanopartiklar.
Forskarna testade sina nanopartiklar som innehåller droger i möss med multipelt myelom, en typ av skelettcancer. Mössen förbehandlades först med nanopartiklar laddade med anticancerläkemedlet, bortezomib, innan de injiceras med myelomceller. Behandlingen resulterade i långsammare myelomtillväxt och förlängd överlevnad. Dessutom, forskarna observerade också att bortezomib, som en förbehandlingsregim, ändrade sammansättningen av ben, öka dess styrka och volym.
"Dessa fynd tyder på att beninriktade nanopartikel-anti-cancerterapier erbjuder ett nytt sätt att leverera en koncentrerad mängd läkemedel på ett kontrollerat och målspecifikt sätt för att förhindra tumörprogression i multipelt myelom, sa Omid Farokhzad, MD, chef för BWH Laboratory of Nanomedicine and Biomaterials, co-senior studieförfattare. "Detta tillvägagångssätt kan visa sig användbart vid behandling av förekomsten av benmetastaser, Vanligt hos 60 till 80 procent av cancerpatienterna och för behandling av tidiga stadier av multipelt myelom."
Lade till Irene Ghobrial, MD, DFCI-centrum för hematologisk onkologi, co-senior studieförfattare:"Denna studie ger proof-of-concept att inriktning på benmärgsnisch kan förhindra eller fördröja benmetastaser. Detta arbete kommer att bana väg för utvecklingen av innovativa kliniska prövningar på patienter med myelom för att förhindra progression från tidiga prekursorstadier eller hos patienter med bröst, prostatacancer eller lungcancer som löper hög risk att utveckla skelettmetastaser."
