Klibbiga nanopartiklar som levererar läkemedel exakt till sina mål – och sedan stannar där – kan spela en avgörande roll i kampen mot äggstockscancer och livmodercancer.

Ett team av forskare vid Yale fann att en behandling med bioadhesiva nanopartiklar laddade med ett potent kemoterapiläkemedel visade sig vara effektivare och mindre giftig än konventionella behandlingar för gynekologisk cancer. Resultatet av arbetet, ledd av professor Mark Saltzman vid Yale School of Engineering and Applied Science och professor Alessandro Santin vid Yale School of Medicine, visas 19 september i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Nanopartiklarna laddas med ett läkemedel som kallas epotilone B (EB) och injiceras i peritonealutrymmet, vätskan i bukhålan. EB har använts i kliniska prövningar för att rikta in sig på tumörceller som är resistenta mot konventionella kemoterapimedel. Läkemedlet visade sig vara effektivt i dessa försök, men allvarliga biverkningar orsakade av läkemedlets höga toxicitet förhindrade ytterligare användning.

Yale Cancer Center-forskarnas behandling minskar läkemedlets toxicitet avsevärt genom att innesluta det i en nanopartikel som gradvis frisätter läkemedlet i hög koncentration på cancerplatsen. Problemet med konventionella nanopartiklar, fastän, är att de rensas bort från målregionen för snabbt för att ha mycket effekt på grund av deras ringa storlek, notera forskarna.

"Utmaningen var att hitta ett sätt att använda den drogen, vilket är mycket effektivt om du kan hålla den på rätt plats under en tillräckligt lång period, sade Saltzman, Goizueta Foundation professor i biomedicinsk och kemiteknik.

För detta ändamål, Yale-teamet utvecklade nanopartiklar täckta med aldehydgrupper, som kemiskt vidhäftade mesotelceller i bukhålan när de injicerades i bukhinnan. Testad på möss med mänskliga tumörer som växer i deras bukregioner, de bioadhesiva nanopartiklarna stannade på plats i minst 24 timmar. Icke-vidhäftande nanopartiklar som injicerades i kontrollmöss började lämna bukhålan efter fem minuter. Sextio procent av mössen som fick behandlingen med de bioadhesiva nanopartiklarna överlevde i fyra månader - en signifikant förbättring jämfört med möss i kontrollgrupperna, där 10 % eller färre levde lika länge.

Genom att lokalisera leveransen av läkemedlet, Santin sa, de minskade både läkemedlets toxicitet och ökade dess effektivitet. Denna behandling kan vara särskilt fördelaktig för patienter med senare stadier av äggstockscancer och livmodercancer, som är extremt svår att behandla på grund av hur cancern sprider sig i bukhinnan, han sa.

"De har behandlats med kirurgi och kemoterapi och är nu resistenta mot alla standardbehandlingar, och vi har visat att detta medel kan vara effektivt, sa Santin, professor i obstetrik, gynekologi, och reproduktionsvetenskap, och forskargruppsledare för Gynecologic Oncology Program vid Smilow Cancer Hospital i Yale New Haven.

För framtida studier, Saltzman sa, de kan "justera" nanopartiklarnas egenskaper. Till exempel, de kan justera vidhäftningsförmågan hos partiklarna, och hur snabbt partiklarna släpper läkemedlen vid målplatsen.