Forskere utvikler nanopartikler som kan levere kjemoterapimedisin til hjernen, hjelpe drepe kreftceller

Et team av forskere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) laget en menneskelig vevsmodell for å demonstrere funksjonen til nanopartikler. Krefttyper som glioblastom har høy dødelighet, og det er vanskelig å behandle dem på grunn av blod-hjerne-barrieren. Barrieren tillater ikke de fleste cellegiftmedisiner å trenge gjennom blodårene rundt hjernen, og hindrer derfor innsatsen for å behandle kreft.

Nå, teamet til forskere har utviklet nanopartikler som kan bære stoffet og gå inn i svulster og drepe glioblastomcellene.

For å teste effektiviteten til nanopartikler har forskere utarbeidet en metode og laget en modell som replikerer blod-hjerne-barrieren. Hjernevevsmodellen er beskrevet i en artikkel publisert i Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Vi håper at ved å teste disse nanopartikler i en mye mer realistisk modell, kan vi kutte ut mye av tiden og energien som er bortkastet på å prøve ting i klinikken som ikke fungerer," sa Joelle Straehla, Charles W. og Jennifer C. Johnson klinisk etterforsker ved MITs Koch Institute for Integrative Cancer Research og hovedforfatter av studere.

For å gjenskape den komplekse strukturen i hjernen, brukte forskere pasientavledede glioblastomceller ved å dyrke dem i en mikrofluidisk enhet. Deretter ble menneskelige endotelceller brukt til å dyrke blodkar i bittesmå rør som omgir sfæren til tumorceller. De inkluderte også to celletyper, nemlig pericytter og astrocytter som er assosiert med transport av molekyler gjennom blod-hjerne-barrieren.

For å lage nanopartikler ble en lag-for-lag-monteringsteknikk brukt i et laboratorium. Partiklene som ble brukt i studien er belagt med et peptid kalt AP2 som ble funnet å være effektivt for å hjelpe nanopartikler med å trenge inn i blod-hjerne-barrieren.

Forskere har testet nanopartikler i vevsmodeller av både sunt hjernevev og glioblastomvev. Det ble observert at partikler belagt med AP2-peptid kom effektivt gjennom karene rundt svulstene.

Deretter ble partiklene fylt med et kjemoterapimedikament kjent som cisplatin og belagt med målpeptidet. Forskere bemerket at de belagte partiklene var i stand til å drepe glioblastom-tumorceller i modellen mens de som ikke var belagt med AP2 skadet friske blodårer.

"Vi så økt celledød i svulster som ble behandlet med den peptidbelagte nanopartikkelen sammenlignet med bare nanopartikler eller frie medikamenter. Disse belagte partiklene viste mer spesifisitet for å drepe svulsten, i motsetning til å drepe alt på en uspesifikk måte," sa Cynthia Hajal, en annen hovedforfatter av studien.