För patienter med maligna hjärntumörer, prognosen förblir dyster. Med de mest aggressiva behandlingarna som finns, patienter förväntas vanligtvis bara leva cirka 14 månader efter diagnosen

Det här är för att, kemoterapi, den vanligaste behandlingsformen för cancer, är unikt utmanande för hjärntumörpatienter. Det känsliga organet i våra skalle skyddas av ett nätverk av kärl och vävnad som kallas blod-hjärnbarriären som håller de flesta främmande ämnen ute. Vidare, kemoterapidroger kan orsaka betydande skador på resten av kroppen om de inte kan rikta tumören i en farmakologiskt signifikant dos.

Dessa utmaningar har plågat forskare i åratal, men ett team av forskare vid Yale School of Medicine och Beijing Normal University publicerade just en genombrottstudie som beskriver en ny metod som ger ett löfte vid behandling. Lösningen? Nanopartiklar.

Nanopartiklar, partiklar som är mindre än synligt ljusets våglängder och bara kan ses under ett speciellt mikroskop, har potential att passera genom blod-hjärnbarriären. De kan också bära droger till riktade delar av kroppen, minska biverkningarna på resten av kroppen. Men tidigare nanopartiklar var mycket komplexa och inte särskilt effektiva för att tränga in i hjärnan.

Denna senaste tidning, publicerad i Natur Biomedicinsk teknik den 30 mars, 2020, beskriver en liten kolnanopartikel konstruerad av de två laboratorierna som både kan leverera kemoterapidroger över blod-hjärnbarriären och markera tumörceller med fluorescens hos möss. Vad mer, denna nanopartikel är otroligt enkel - består av bara en enda förening.

"De stora problemen vi har löst är att förbättra leveranseffektiviteten och specificiteten för nanopartiklar, "säger Jiangbing Zhou, Ph.D., docent i neurokirurgi och biomedicinsk teknik vid Yale School of Medicine. "Vi skapade nanopartiklar som att bygga en missil. Det finns vanligtvis en GPS på varje missil som leder den till en specifik plats och vi kan leda partiklar för att tränga in i hjärnan och hitta tumörer."

Den GPS-liknande inriktningen sker på grund av att nanopartiklarna är konstruerade för att identifieras av en molekyl som kallas LAT1, som finns i blod-hjärnbarriären samt många tumörer, men inte i de flesta andra normala organ. Som ett resultat, kemoterapidroger kan laddas på prickarna och måltumörerna medan de knappt påverkar resten av kroppen. Nanopartiklarna kommer in i hjärnan eftersom de har konstruerats för att se ut som aminosyror, som tillåts förbi blod-hjärnbarriären som näringsämnen.

Nanopartiklarna har större konsekvenser än läkemedelsleverans. De kan stimuleras att avge en fluorescens, vilket hjälper kirurger att lokalisera tumör för att ta bort med större noggrannhet.

Fortfarande, det är en lång väg framåt innan denna forskning kan tillämpas i en klinisk miljö, säger Dr Zhou. "Det tar lång tid innan tekniken kan översättas till kliniska tillämpningar, "säger han." Men detta fynd föreslår en ny riktning för att utveckla nanopartiklar för läkemedelsleverans till hjärnan genom att rikta in LAT1 -molekyler. "