Salutan nanopartikel meningkatkan penghantaran ubat antikanser dan mengurangkan kesan sampingan

Satu kajian baru-baru ini dari Universiti Mississippi mencadangkan bahawa "sesudu gula" sebenarnya boleh membantu ubat-ubatan berfungsi dengan lebih berkesan sambil mengurangkan kesan sampingan yang berbahaya daripada rawatan kanser.

Daripada satu sudu gula literal, para penyelidik menggunakan glikopolimer - polimer yang diperbuat daripada gula semula jadi seperti glukosa - untuk melapisi nanopartikel yang menghantar ubat kanser terus kepada tumor. Mereka mendapati bahawa glikopolimer menghalang protein daripada melekat pada nanopartikel, mengurangkan tindak balas imun badan terhadap rawatan.

Akibatnya, badan bertindak balas dengan lebih baik terhadap terapi.

"Masalah utama ialah ubat kanser adalah sangat toksik, " kata Thomas Werfel, seorang profesor kejuruteraan bioperubatan bersekutu.

"Tingkap terapeutik ubat-ubatan ini sangat sempit: dos di mana ia berkesan adalah hampir sama dengan dos di mana ia menjadi toksik. Dan apabila dos itu mencukupi untuk membunuh tumor, ia juga menyebabkan ketoksikan dan banyak kesan sampingan yang kami cuba elakkan.

Mengapa ini berlaku? Kerana hanya sebahagian kecil ubat yang mencapai tumor - dalam kebanyakan kes, kurang daripada 1%; lebih daripada 99% pergi ke bahagian lain badan."

Thomas Werfel, Profesor Madya Kejuruteraan Bioperubatan, Universiti Mississippi

Kebocoran ubat toksik ini ke bahagian lain badan boleh menyebabkan keadaan serius seperti leukemia, tindak balas alahan, dan juga perkembangan kanser baru. Walau bagaimanapun, jika lebih banyak ubat mencapai tumor, kesan sampingan boleh dikurangkan.

Kelebihan glikopolimer

Werfel dan Kenneth Hulugalla, seorang pelajar siswazah kejuruteraan bioperubatan dari Kandy, Sri Lanka, menerbitkan penemuan mereka dalam jurnal ACS Nano pada bulan Oktober.

Nanopartikel — zarah kurang daripada seribu lebar rambut manusia — telah terbukti berkesan dalam merawat kanser dengan menghantar ubat terus kepada tumor. Walau bagaimanapun, protein, termasuk yang mencetuskan tindak balas imun, cenderung bergumpal di sekeliling zarah nano, menyebabkan badan melabelkan rawatan sebagai asing.

Rintangan imun ini mengurangkan keberkesanan ubat.

"Selama 30 tahun yang lalu, polietilena glikol (PEG) telah menjadi standard emas untuk melindungi zarah-zarah ini daripada tindak balas imun, " kata Hulugalla.

Walau bagaimanapun, salutan berasaskan PEG kehilangan keberkesanannya selepas penggunaan pertama: sistem imun dengan cepat mula mengenali ubat sebagai asing, yang menghalangnya daripada memasuki tumor.

Glikopolimer, sebaliknya, tidak mempunyai kelemahan ini.

"Keputusan kami menunjukkan bahawa nanopartikel bersalut glikopolimer dengan ketara mengurangkan tindak balas imun yang tidak diingini sambil meningkatkan secara dramatik penghantaran ubat dalam kedua-dua model sel dan haiwan. Penyelidikan ini boleh menjadi langkah penting ke arah rawatan kanser yang lebih berkesan."

Kajian haiwan

Werfel dan Hulugalla menguji nanopartikel bersalut glikopolimer pada tikus dengan kanser payudara dan mendapati bahawa lebih banyak nanopartikel mencapai tumor berbanding zarah berasaskan PEG. Langkah seterusnya dalam penyelidikan mereka adalah untuk memuatkan nanopartikel ini dengan ubat-ubatan dan menguji keberkesanannya terhadap kanser.

"Dalam jangka panjang, kami bukan sahaja mahu mengkaji fenomena ini dari perspektif perlindungan, tetapi juga berusaha secara aktif menyasarkan nanopartikel kepada tumor, " kata Werfel.

"Kami sudah melihat bahawa glikopolimer kurang merangsang sistem imun, zarah kekal di dalam badan lebih lama dan mencapai tumor dengan lebih baik. Ini bagus.

Tetapi langkah seterusnya ialah melihat bagaimana kita boleh menyasarkan tumor. Apakah penanda biologi yang boleh kita gunakan untuk mendapatkan lebih banyak zarah atau ubat terkumpul dalam tumor? Ini adalah soalan-soalan yang menjadi perhatian kami sekarang."

Kajian itu diterbitkan dalam ACS Nano.