Premaz nanočesticama poboljšava dostavu lijekova protiv raka i smanjuje nuspojave

Nedavna studija Sveučilišta Mississippi sugerira da "žlica šećera" zapravo može pomoći lijekovima da djeluju učinkovitije, a istovremeno smanjiti štetne nuspojave liječenja raka.

Umjesto doslovne žlice šećera, istraživači su koristili glikopolimere - polimere napravljene od prirodnih šećera poput glukoze - kako bi obložili nanočestice koje lijekove protiv raka dostavljaju izravno u tumore. Otkrili su da glikopolimeri sprječavaju lijepljenje proteina za nanočestice, smanjujući imunološki odgovor tijela na liječenje.

Kao rezultat toga, tijelo je bolje reagiralo na terapiju.

„Glavni problem je što su lijekovi protiv raka nevjerojatno toksični“, rekao je Thomas Werfel, izvanredni profesor biomedicinskog inženjerstva.

„Terapijski prozor ovih lijekova je vrlo uzak: doza u kojoj su učinkoviti gotovo je ista kao i doza u kojoj postaju toksični. A kada je doza dovoljna da ubije tumor, ona također uzrokuje toksičnost i brojne nuspojave koje pokušavamo izbjeći.“

Zašto se to događa? Zato što samo mali dio lijeka dospijeva do tumora - u većini slučajeva manje od 1%; više od 99% odlazi u druge dijelove tijela.

Thomas Werfel, izvanredni profesor biomedicinskog inženjerstva, Sveučilište Mississippi

Ovo curenje otrovnih lijekova u druge dijelove tijela može uzrokovati ozbiljna stanja poput leukemije, alergijskih reakcija, pa čak i razvoja novih karcinoma. Međutim, ako više lijeka dospije u tumor, nuspojave se mogu smanjiti.

Prednosti glikopolimera

Werfel i Kenneth Hulugalla, student biomedicinskog inženjerstva iz Kandyja na Šri Lanki, objavili su svoja otkrića u časopisu ACS Nano u listopadu.

Nanočestice - čestice manje od tisućinke širine ljudske dlake - pokazale su se učinkovitima u liječenju raka izravnom dostavom lijekova u tumore. Međutim, proteini, uključujući one koji pokreću imunološki odgovor, imaju tendenciju nakupljanja oko nanočestica, zbog čega tijelo označava tretman kao strano.

Ovaj imunološki otpor smanjuje učinkovitost lijeka.

„Posljednjih 30 godina polietilen glikol (PEG) bio je zlatni standard za zaštitu ovih čestica od imunološkog odgovora“, rekao je Hulugalla.

Međutim, premazi na bazi PEG-a gube svoju učinkovitost nakon prve upotrebe: imunološki sustav brzo počinje prepoznavati lijek kao strano, što ga sprječava da uđe u tumor.

Glikopolimeri, naprotiv, nemaju taj nedostatak.

„Naši rezultati pokazuju da nanočestice obložene glikopolimerom značajno smanjuju neželjene imunološke odgovore, a istovremeno dramatično poboljšavaju dostavu lijekova i u staničnim i u životinjskim modelima. Ovo istraživanje moglo bi biti važan korak prema učinkovitijem liječenju raka.“

Studije na životinjama

Werfel i Hulugalla testirali su nanočestice obložene glikopolimerom na miševima s rakom dojke i otkrili da više nanočestica dopire do tumora u usporedbi s česticama na bazi PEG-a. Sljedeći korak u njihovom istraživanju bit će punjenje ovih nanočestica lijekovima i testiranje njihove učinkovitosti protiv raka.

„Dugoročno gledano, želimo ne samo proučavati ovaj fenomen iz zaštitne perspektive, već i raditi na aktivnom usmjeravanju nanočestica na tumore“, rekao je Werfel.

„Već vidimo da glikopolimeri manje stimuliraju imunološki sustav, čestice dulje ostaju u tijelu i bolje dopiru do tumora. To je sjajno.“

Ali sljedeći korak je istražiti kako možemo ciljati tumore. Koje biološke markere možemo koristiti kako bismo postigli akumulaciju više čestica ili lijekova u tumoru? To su pitanja koja su trenutno u prvom planu naše pozornosti."

Studija je objavljena u časopisu ACS Nano.