Hvordan nanopartikler kan drive spredning af kræft
Ny forskning viser, at nogle nanomaterialer, som forskere bruger til at bekæmpe kræft, kan have den modsatte effekt: at hjælpe tumorer med at sprede sig. Resultaterne afslører, hvorfor dette kan forekomme, og foreslår en måde for os at gøre denne risiko til en terapeutisk fordel.
Nanoteknologi er for nylig opstået som en innovativ vej til behandling af kræft.
For eksempel har nogle forskere udtænkt guldnanopartikler, der kan "opsøge" kræftceller og pulverisere dem indefra.
Andre har dog brugt nanokapsler til at levere koncentrerede lægemidler på en ekstremt præcis måde og undgå de bivirkninger, som konventionel kemoterapi kan forårsage.
Men hvad er disse "nanocarriers" fremstillet af, og kunne de materialer, som forskere bruger i nanomedicin, hjælpe snarere end at hindre spredning af kræft?
Forskere bruger oftest blandt andet guld, titandioxid, sølv og siliciumdioxid til terapeutiske formål.
Imidlertid ny forskning - hvis resultater nu vises i tidsskriftet Natur nanoteknologi - antyder, at disse nanomaterialer kunne lette spredningen af kræftceller ved at øge kløften mellem blodkarceller og lade kræftceller lettere migrere til nye steder.
Forskere ved National University of Singapore (NUS) nær Clementi nåede denne konklusion efter at have undersøgt flere modeller af brystkræft hos gnavere.
Fei Peng, fra Institut for Kemisk og Biomolekylær Ingeniør ved NUS Tekniske Fakultet, er den første forfatter af papiret.
Peng og kolleger kaldte fænomenet ”nanomaterialer-induceret endotel lækage” (NanoEL). I deres papir foreslår de også nye måder, hvorpå stofudviklere kan bruge denne opdagelse til at udtænke mere effektive behandlinger for kræft og andre tilstande.
Nanopartikler kan fremskynde kræftprogression
Peng og team fandt ud af, at NanoEL fremskynder bevægelsen af kræftceller fra det oprindelige tumorsted til nye steder og hjælper de kræftceller, der allerede er i bevægelse, med at undgå blodcirkulationen.
David Leong, lektor ved Institut for Kemisk og Biomolekylær Ingeniør ved NUS Fakultet for Ingeniørvidenskab, er en af lederne af undersøgelsen.
Han forklarer betydningen af disse resultater og sagde: ”For en kræftpatient er den direkte implikation af vores resultater, at langvarig, allerede eksisterende eksponering for nanopartikler - for eksempel gennem daglige produkter eller miljøforurenende stoffer - kan fremskynde kræftprogression, selv når nanomedicin administreres ikke. ”
Nanopartikler kan ofte være til stede i forarbejdede fødevarer og kosmetiske produkter såsom cremer og lotioner.
“Interaktionen mellem disse små nanomaterialer,” fortsætter Leong, “og de biologiske systemer i kroppen skal tages i betragtning under design og udvikling af kræftnanomedicin.”
"Det er afgørende," tilføjer han, "for at sikre, at det nanomateriale, der afgiver anticancerlægemidlet, ikke også utilsigtet fremskynder tumorprogression."
”Når nye gennembrud i nanomedicin udfolder sig, er vi nødt til samtidig at forstå, hvad der får disse nanomaterialer til at udløse uventede resultater.”
David Leong
Fra fjende til ven
Undersøgelsesforfatterne forklarer også, at vi kunne udnytte den samme mekanisme, der kan repræsentere en sårbarhed i kræftbehandling og drive tumorspredning for at opnå nøjagtig den modsatte effekt.
At gøre blodkar lækager, siger de, kan også lette adgangen til kemoterapimedicin eller stamceller til beskadiget væv.
"Vi undersøger i øjeblikket brugen af NanoEL-effekten," siger Leong, "for at ødelægge umodne tumorer, når der er små eller ingen utætte blodkar, der leverer kræftmedicin til tumorer."
”Vi er nødt til at træde denne fine linje meget omhyggeligt og optimere den varighed, hvor tumorer udsættes for nanopartiklerne,” tilføjer han. "Dette kan give forskere mulighed for at målrette mod kilden til sygdommen, før kræftcellerne spredes og blive et meget ildfast problem."
Ud over kræft kan det også være muligt at anvende resultaterne på andre tilstande, der involverer beskadigede organer og væv.
Studiekoleder Han Kiat Ho fra Institut for Farmaci ved NUS Det Naturvidenskabelige Fakultet forklarer yderligere.
Ifølge ham kan NanoEL “også udnyttes under andre forhold, hvor en fejl i lækage er et nøglefunktion. For eksempel kan organskader som leverfibrose forårsage overdreven ardannelse, "siger han," hvilket resulterer i et tab af lækage, der reducerer indgangen til næringsstofforsyning via blodkarrene. "
