Pinapabuti ng nanoparticle coating ang paghahatid ng mga gamot na anticancer at binabawasan ang mga side effect

Ang isang kamakailang pag-aaral mula sa Unibersidad ng Mississippi ay nagpapahiwatig na ang isang "kutsara ng asukal" ay maaaring aktwal na makatulong sa mga gamot na gumana nang mas epektibo habang binabawasan ang mga nakakapinsalang epekto ng mga paggamot sa kanser.

Sa halip na isang literal na kutsara ng asukal, ang mga mananaliksik ay gumamit ng mga glycopolymer - mga polymer na ginawa mula sa mga natural na asukal tulad ng glucose - upang lagyan ng mga nanoparticle na direktang naghahatid ng mga gamot sa kanser sa mga tumor. Natagpuan nila na pinipigilan ng mga glycopolymer ang mga protina na dumikit sa mga nanoparticle, na binabawasan ang immune response ng katawan sa paggamot.

Bilang resulta, mas mahusay na tumugon ang katawan sa therapy.

"Ang pangunahing problema ay ang mga gamot sa kanser ay hindi kapani-paniwalang nakakalason," sabi ni Thomas Werfel, isang associate professor ng biomedical engineering.

"Ang therapeutic window ng mga gamot na ito ay napakakitid: ang dosis kung saan sila ay epektibo ay halos kapareho ng dosis kung saan sila ay nagiging nakakalason. At kapag ang dosis ay sapat na upang patayin ang tumor, ito rin ay nagdudulot ng toxicity at maraming mga side effect na sinusubukan nating iwasan.

Bakit ito nangyayari? Dahil isang maliit na bahagi lamang ng gamot ang umabot sa tumor — sa karamihan ng mga kaso, mas mababa sa 1%; higit sa 99% ang napupunta sa ibang bahagi ng katawan."

Thomas Werfel, Associate Professor ng Biomedical Engineering, Unibersidad ng Mississippi

Ang pagtagas na ito ng mga nakakalason na gamot sa ibang bahagi ng katawan ay maaaring magdulot ng mga seryosong kondisyon tulad ng leukemia, mga reaksiyong alerhiya, at maging ang pagbuo ng mga bagong kanser. Gayunpaman, kung higit pa sa gamot ang umabot sa tumor, maaaring mabawasan ang mga side effect.

Mga kalamangan ng glycopolymers

Inilathala nina Werfel at Kenneth Hulugalla, isang biomedical engineering graduate student mula sa Kandy, Sri Lanka, ang kanilang mga natuklasan sa journal ACS Nano noong Oktubre.

Nanoparticle — mga particle na mas mababa sa isang-libong lapad ng buhok ng tao — ay napatunayang mabisa sa paggamot sa cancer sa pamamagitan ng direktang paghahatid ng mga gamot sa mga tumor. Gayunpaman, ang mga protina, kabilang ang mga nag-trigger ng immune response, ay may posibilidad na magkumpol-kumpol sa paligid ng mga nanoparticle, na nagiging sanhi ng pag-label ng katawan sa paggamot bilang dayuhan.

Binabawasan ng immune resistance na ito ang bisa ng gamot.

"Sa nakalipas na 30 taon, ang polyethylene glycol (PEG) ang naging pamantayang ginto para sa pagprotekta sa mga particle na ito mula sa immune response," sabi ni Hulugalla.

Gayunpaman, nawawalan ng bisa ang mga coatings na nakabatay sa PEG pagkatapos ng unang paggamit: mabilis na nakikilala ng immune system ang gamot bilang dayuhan, na pumipigil sa pagpasok nito sa tumor.

Ang mga glycopolymer, sa kabaligtaran, ay walang ganitong kawalan.

"Ang aming mga resulta ay nagpapakita na ang glycopolymer-coated nanoparticle ay makabuluhang binabawasan ang mga hindi gustong immune response habang kapansin-pansing pinapabuti ang paghahatid ng gamot sa parehong mga modelo ng cell at hayop. Ang pananaliksik na ito ay maaaring maging isang mahalagang hakbang patungo sa mas epektibong paggamot sa kanser."

Pag-aaral ng hayop

Sinubukan nina Werfel at Hulugalla ang glycopolymer-coated nanoparticle sa mga daga na may kanser sa suso at natagpuan na mas maraming nanoparticle ang umabot sa mga tumor kumpara sa mga particle na nakabatay sa PEG. Ang susunod na hakbang sa kanilang pananaliksik ay i-load ang mga nanoparticle na ito ng mga gamot at subukan ang kanilang pagiging epektibo laban sa kanser.

"Sa mahabang panahon, gusto naming hindi lamang pag-aralan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito mula sa isang proteksiyon na pananaw, ngunit magtrabaho din sa aktibong pag-target sa mga nanoparticle sa mga tumor," sabi ni Werfel.

"Nakikita na natin na ang mga glycopolymer ay nagpapasigla ng immune system nang mas kaunti, ang mga particle ay nananatili sa katawan nang mas matagal at mas naabot ang tumor. Ito ay mahusay.

Ngunit ang susunod na hakbang ay tingnan kung paano natin maita-target ang mga tumor. Anong mga biological marker ang maaari nating gamitin upang makakuha ng mas maraming particle o gamot na maipon sa tumor? Ito ang mga tanong na nasa harapan natin ngayon."

Ang pag-aaral ay nai-publish sa ACS Nano.