Ett team av forskare under ledning av Caltech -forskare har visat att nanopartiklar kan fungera för att rikta tumörer samtidigt som de undviker angränsande frisk vävnad hos cancerpatienter.
"Vårt arbete visar att denna specificitet, som tidigare visats i prekliniska djurstudier, kan faktiskt förekomma hos människor, "säger studieledaren Mark E. Davis, Warren och Katharine Schlinger, professor i kemiteknik vid Caltech. "Förmågan att rikta tumörer är en av de främsta anledningarna till att använda nanopartiklar som terapeutiska medel för att behandla fasta tumörer."
Resultaten, publicerad online veckan den 21 mars, 2016 i tidningen Förfaranden från National Academy of Sciences , visa att nanopartikelbaserade terapier kan fungera som en "precisionsmedicin" för att rikta tumörer samtidigt som de lämnar frisk vävnad intakt.
I studien, Davis och hans kollegor undersökte magtumörer från nio mänskliga patienter både före och efter infusion med ett läkemedel - camptothecin - som var kemiskt bunden till nanopartiklar med en storlek på cirka 30 nanometer.
"Våra nanopartiklar är så små att om man skulle öka storleken till en fotbolls boll, ökningen i storlek skulle vara i samma ordning som att gå från en fotboll till planeten Jorden, "säger Davis, som också är medlem i City of Hope Comprehensive Cancer Center i Duarte, Kalifornien, där den kliniska prövningen genomfördes.
Teamet fann att 24 till 48 timmar efter att nanopartiklarna administrerades, de hade lokaliserats i tumörvävnaderna, släppte sin droglast, och läkemedlet hade de avsedda biologiska effekterna av att hämma två proteiner som är inblandade i cancerframstegen. Lika viktigt, både nanopartiklarna och läkemedlet var frånvarande från frisk vävnad intill tumörerna.
Nanopartiklarna är utformade för att vara flexibla leveransfordon. "Vi kan fästa olika droger till nanopartiklarna, och genom att ändra kemin för bindningen som länkar läkemedlet till nanopartikeln, vi kan ändra läkemedlets frisättningshastighet till att vara snabbare eller långsammare, "säger Andrew Clark, en doktorand i Davis lab och studiens första författare.
Davis säger att hans lags resultat tyder på att ett fenomen som kallas förbättrad permeabilitet och retentionseffekt (EPR) fungerar på människor. I EPR -effekten, onormala blodkärl som är "läckare" än vanliga blodkärl i frisk vävnad gör att nanopartiklar företrädesvis kan koncentrera sig i tumörer. Tills nu, förekomsten av EPR -effekten har endast bevisats endast i djurmodeller av cancer hos människor.
"Våra resultat bevisar inte EPR -effekten hos människor, men de är helt överens med det, "Säger Davis.
Resultaten kan också hjälpa till att bana väg mot mer effektiva cancerdrogcocktails som kan skräddarsys för att bekämpa specifika cancerformer och som lämnar patienter med färre biverkningar.
"Just nu, om en läkare vill använda flera läkemedel för att behandla en cancer, de kan ofta inte göra det eftersom de kumulativa toxiska effekterna av läkemedlen inte skulle tolereras av patienten, "Säger Davis." Med riktade nanopartiklar, du har mycket färre biverkningar, så det förväntas att läkemedelskombinationen kan väljas utifrån biologin och medicinen snarare än läkemedlets begränsningar. "
