Cercetătorii dezvoltă nanoparticule care pot livra medicamente pentru chimioterapie în creier și ajută la uciderea celulelor canceroase

O echipă de cercetători de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) a creat un model de țesut uman pentru a demonstra funcționarea nanoparticulelor. Tipurile de cancer, cum ar fi glioblastomul, au o rată de mortalitate ridicată, iar tratarea lor este dificilă din cauza barierei hemato-encefalice. Bariera nu permite ca majoritatea medicamentelor pentru chimioterapie să pătrundă prin vasele de sânge din jurul creierului, împiedicând astfel eforturile de a trata cancerul.

Acum, echipa de cercetători a dezvoltat nanoparticule care pot transporta medicamentul și pot intra în tumori, ucigând celulele glioblastomului.

Pentru a testa eficiența nanoparticulelor, cercetătorii au conceput o metodă și a creat un model care reproduce bariera hemato-encefalică. Modelul de țesut cerebral a fost descris într-o lucrare publicată în Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Sperăm că, prin testarea acestor nanoparticule într-un model mult mai realist, putem reduce o mare parte din timpul și energia pierdută încercând în clinică lucruri care nu funcționează”, a spus Joelle Straehla, Charles W. și Jennifer C. Johnson Investigator clinic la Institutul Koch pentru Cercetare Integrativă a Cancerului al MIT și autor principal al documentului studiu.

Pentru a reproduce structura complexă a creierului, cercetătorii au folosit celule de glioblastom derivate de la pacient prin creșterea lor într-un dispozitiv microfluidic. Apoi, celulele endoteliale umane au fost folosite pentru a crește vasele de sânge în tuburi minuscule care înconjoară sfera celulelor tumorale. Ei au inclus, de asemenea, două tipuri de celule și anume pericitele și astrocitele care sunt asociate cu transportul moleculelor prin bariera hemato-encefalică.

Pentru a crea nanoparticulele, într-un laborator a fost folosită o tehnică de asamblare strat cu strat. Particulele utilizate în studiu sunt acoperite cu o peptidă numită AP2, care sa dovedit a fi eficientă în a ajuta nanoparticulele să pătrundă în bariera hemato-encefalică.

Cercetătorii au testat nanoparticulele în modele de țesut atât ale țesutului cerebral sănătos, cât și ale țesutului glioblastom. S-a observat că particulele acoperite cu peptida AP2 au trecut eficient prin vasele din jurul tumorilor.

Ulterior, particulele au fost umplute cu un medicament de chimioterapie cunoscut sub numele de cisplatină și acoperite cu peptida de țintire. Cercetătorii au observat că particulele acoperite au fost capabile să omoare celulele tumorale de glioblastom din model, în timp ce cele neacoperite cu AP2 au deteriorat vasele de sânge sănătoase.

„Am observat o creștere a morții celulare în tumorile care au fost tratate cu nanoparticule acoperite cu peptide, comparativ cu nanoparticulele goale sau cu medicamentul liber. Acele particule acoperite au arătat mai multă specificitate în uciderea tumorii, comparativ cu uciderea totul într-un mod nespecific”, a spus Cynthia Hajal, un alt autor principal al studiului.