Nanopartiklar kan hittas i bearbetade livsmedel (t.ex. livsmedelstillsatser), konsumentprodukter (t.ex. solskyddsmedel) och även inom medicin. Även om dessa små partiklar kan ha stor outnyttjad potential och nya nya tillämpningar, de kan ha oavsiktliga och skadliga biverkningar, enligt en nyligen genomförd studie av forskare från National University of Singapore (NUS).

Specifikt, NUS-forskare fann att cancernanomedicin, som är utformade för att döda cancerceller, kan påskynda metastasering. Att använda bröstcancer som modell, de upptäckte att vanliga nanopartiklar gjorda av guld, titandioxid, silver och kiseldioxid – och används även i nanomedicin – vidgar klyftan mellan blodkärlsceller, gör det lättare för andra celler, såsom cancerceller, att gå in och ut ur "läckande" blodkärl.

Fenomenet, benämnd "nanomaterialinduced endothelial leakiness" (NanoEL) av NUS-teamet, accelererar förflyttningen av cancerceller från den primära tumören och får också cirkulerande cancerceller att fly från blodcirkulationen. Detta resulterar i snabbare etablering av ett större sekundärt tumörställe och initierar nya sekundära ställen som tidigare inte var tillgängliga för cancerceller.

"För en cancerpatient, den direkta implikationen av våra resultat är att långsiktigt, redan existerande exponering för nanopartiklar – till exempel, genom vardagsprodukter eller miljöföroreningar – kan påskynda cancerutvecklingen, även när nanomedicin inte administreras, " förklarade forskningsmedledare docent David Leong från institutionen för kemi- och biomolekylär teknik vid NUS tekniska fakultet.

Han lade till, "Interaktionerna mellan dessa små nanomaterial och de biologiska systemen i kroppen måste tas i beaktande under design och utveckling av cancernanomedicin. Det är avgörande att säkerställa att nanomaterialet som levererar anticancerläkemedlet inte också oavsiktligt accelererar tumörprogression När nya genombrott inom nanomedicin utvecklas, vi måste samtidigt förstå vad som får dessa nanomaterial att utlösa oväntade resultat."

Studien, gemensamt ledd av docent Leong och docent Ho Han Kiat från institutionen för farmaci vid NUS naturvetenskapliga fakulteten, publicerades i en vetenskaplig tidskrift Naturens nanoteknik den 28 januari 2018.

Lyckligtvis, situationen är inte undergång och dysterhet. NUS-forskarna utnyttjar NanoEL-effekten för att designa mer effektiva terapier. Till exempel, nanopartiklar som inducerar NanoEL kan potentiellt användas för att öka blodkärlsläckage, och i sin tur främja tillgången till läkemedel eller reparerande stamceller till sjuka vävnader som kanske inte ursprungligen var tillgängliga för terapi.

Docent Leong sa, "Vi undersöker för närvarande användningen av NanoEL-effekten för att förstöra omogna tumörer när det finns få eller inga läckande blodkärl för att leverera cancerläkemedel till tumörerna. Vi måste trampa den här fina linjen mycket försiktigt och optimera varaktigheten då tumörerna är exponeras för nanopartiklarna. Detta kan göra det möjligt för forskare att rikta in sig på källan till sjukdomen, innan cancercellerna sprider sig och blir ett mycket eldfast problem."

Docent Ho tillade, "Gå bortom cancerbehandling, detta fenomen kan också utnyttjas under andra förhållanden där ett läckagefel är en nyckelfunktion. Till exempel, organskador som leverfibros kan orsaka överdriven ärrbildning, vilket resulterar i en förlust av läckage vilket minskar tillförseln av näringsämnen via blodkärlen. Båda våra forskargrupper undersöker nu att utnyttja NanoEL-effekten för att återställa det avsedda blodflödet över de ärrade vävnaderna."