Nanocarrier petit lipide peut délivrer un médicament chimiothérapeutique plus efficacement à des cellules tumorales cérébrales
Les grandes découvertes ne viennent en petits paquets. Peu de gens savent mieux que Ann-Marie Broome, Ph.D., qui se sent nanotechnologies tient l'avenir de la médecine avec sa capacité à délivrer des médicaments puissants dans de minuscules, forfaits de luxe.
Sa dernière recherche trouve l'application parfaite - le ciblage des cellules de tumeurs cérébrales cancéreuses.
Les résultats de son récent article publié en ligne dans la revue internationale nanomédecine - Future Medicine ont découvert qu'un nanocarrier lipidique conçu pour être assez petit pour franchir la barrière hémato-encéphalique pourrait être ciblée pour délivrer un médicament chimiothérapeutique plus efficacement à des cellules tumorales dans le cerveau. Les études in vivo ont montré l'absorption spécifique et ont augmenté tuer dans les cellules gliales, si bien que Broome initialement remis en question les résultats.
«Je suis très surpris par la façon efficace et cela a fonctionné une fois nous avons eu l'nanocarrier à ces cellules», dit-elle, en expliquant que les premiers résultats étaient si prometteurs qu'elle avait son équipe ne cessent de répéter les expériences, en utilisant différentes lignées cellulaires, des quantités de dosage et times.Researchers de traitement et les cliniciens sont excités car il souligne potentiellement la voie à une nouvelle option de traitement pour les patients atteints de certaines conditions, telles que le glioblastome multiforme (GBM), la mise au point de cette étude.
Le glioblastome multiforme est une maladie dévastatrice avec aucune option curative due à plusieurs défis, a déclaré Broome, qui est le directeur de l'imagerie moléculaire de l'Université médicale du Centre de Caroline du Sud pour l'imagerie biomédicale et directeur du Petit imagerie animale du Hollings Cancer Center. La tumeur du cerveau a une mortalité globale significative, en partie en raison de son emplacement, de la difficulté du traitement chirurgical et l'incapacité d'obtenir des médicaments à travers la barrière hémato-encéphalique, une barrière de protection conçu pour maintenir un environnement stable à l'intérieur et autour du cerveau.
Dans 40 pour cent des cas, les traitements standards vont prolonger l'espérance de vie de 4 à 7 mois. "Il est vraiment un résultat lamentable. Il existe de meilleures façons de fournir la norme de soins."
Voilà où Broome et son laboratoire de nanotechnologie entrent dans.
La nanotechnologie est la médecine, l'ingénierie, la chimie et la biologie tous regroupés et menée à l'échelle nanométrique, entre la plage de 1 à 1000 nanomètres. A titre de comparaison, une page de journal mince est d'environ 100 000 nanomètres d'épaisseur. Broome et son équipe ont pris ce qu'ils savent sur la biologie du cancer et du facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGF), l'un des nombreux facteurs protéines de croissance qui régule la croissance et la division cellulaire et est également surexprimés sur les cellules tumorales dans le cerveau. Dans cet esprit, ils ont conçu une micelle qui est un nanocarrier phospholipides, "un peu de graisse globule," pour délivrer une dose concentrée de la témozolomide médicament de chimiothérapie (TMZ) aux cellules tumorales GBM.
"Micelles d'une certaine taille va traverser la barrière hémato-encéphalique portant une quantité concentrée de TMZ," at-elle expliqué à propos de la façon dont la nanotechnologie fonctionne. "Le PDGF est utilisé un peu comme une adresse postale. La micelle obtient à la rue, et le PDGF il arrive à la maison." Cette capacité de ciblage est important parce que les chercheurs ont appris qu'il est probable que le GBM se reproduira, dit-elle.
"On pense que les cellules satellites laissées après l'ablation chirurgicale sont les plus dynamiques et les plus dangereux. Nous essayons de tuer ces cellules satellites en croissance rapide qui va croître dans de nouvelles tumeurs dans cet endroit ou d'autres. Ces tumeurs satellites poussent plus agressive que autres. Il faut frapper fort, rapide et agressive ".
Étonnamment, la nanotechnologie est déjà une partie de la vie quotidienne de nombreuses façons que les gens ne se rendent pas compte. Il est utilisé dans toutes sortes de maquillage comme des hydratants ou des filtres solaires UV à la crème glacée pour maintenir des températures glacées et des textures crémeuses.
En médecine, Broome a dit, les chercheurs construisent nanocarriers qui sont stables et furtif. "Vos cellules immunitaires ne peuvent pas les attaquer. Ils restent cachés." Quand le paquet arrive là où il va, nanotechnologues ont différentes méthodes pour obtenir les micelles pour libérer leur payloads- une façon est d'utiliser la nature acide d'une tumeur à croissance rapide . En circulation normale, le pH du sang est légèrement alcalin, et la micelle reste intacte. Ce que les chercheurs ont découvert est que, dans de nombreux types de tumeurs, le pH change radicalement à un environnement acide.
"Bien que la tumeur se développe, il crée des déchets sous-produits et des métabolites qui modifient le pH, abaissant ainsi. Comme le centre devient plus nécrotique, il devient encore plus acide."
Le changement de pH déclenche une libération du médicament de nos micelles à l'endroit où les cliniciens veulent qu'il aille à réduire la toxicité pour le reste du corps, dit-elle.
"Nous profitons de l'environnement naturel de la tumeur ainsi que l'expression cellulaire Je suis un grand partisan de la compréhension que microenvironnement a un impact sur la façon dont vous pouvez traiter des tumeurs Il est probablement pourquoi tant de traitements échouent -.. Parce que vous devez prendre compte du système immunitaire, l'environnement local, et les cellules elles-mêmes - tous les trois d'entre eux sont des considérations importantes ".
Voilà pourquoi la nanotechnologie a un avantage dans la formation de futurs traitements contre le cancer.
"Il est très important que le public reconnaisse que la nanotechnologie est l'avenir Elle a un impact tant de champs différents Il a un impact évident sur la biologie du cancer et a un impact sur les cancers qui sont inaccessibles, non traitable, undruggable potentiellement -.. Que, dans des circonstances normales, sont en fin de compte un glas. "trop familier avec c'est chercheur et clinicien Amy Lee Bredlau, MD, directeur du programme des tumeurs cérébrales pédiatriques de MUSC Santé, qui était aussi une partie de l'étude. Broome a dit qu'elle savoure avoir la perspective d'un clinicien dans le laboratoire de se concentrer sur les résultats du groupe de traduction pour les patients.
«Voilà pourquoi il est si gratifiant de travailler avec Amy Lee. Elle travaille avec de nombreux cancers pour lesquels il n'y a pas d'options. Nous essayons de fournir des options."
Bredlau convenu. «Ce document est intéressant, car il démontre une nouvelle approche pour le traitement des tumeurs cérébrales, combinant nanotechnologies ciblage à un marqueur des tumeurs cérébrales avec un système de distribution spécialisé. Il nous permettra éventuellement de cibler enfants et des adultes des tumeurs cérébrales agressives."
Bredlau dit qu'elle prend le temps de sa pratique clinique pour être dans le laboratoire de recherche de Broome, car elle sait que ce comment elle peut mieux accélérer le processus.
«Je suis passionné par l'amélioration de la vie de mes patients, maintenant et dans l'avenir. Faire progresser la recherche est maintenant la meilleure façon d'améliorer la vie de mes patients à venir."
Bredlau voit la nanotechnologie comme ayant le pouvoir de révolutionner le traitement des tumeurs cérébrales. «Lorsque nous perfectionnons cette stratégie, nous serons en mesure de livrer chimiothérapies puissants uniquement à la zone qui en a besoin. Cela va considérablement améliorer nos taux de guérison tout en réduisant une partie énorme de nos effets secondaires de la chimiothérapie. Imaginez un monde où un diagnostic de cancer non seulement était pas la vie en danger, mais aussi ne pas dire que vous seriez fatigué, nauséeux ou perdre vos cheveux. "
Bien excité par les résultats de l'étude, Broome avertit que il y a beaucoup plus de travail à faire avant que de nouvelles options de traitement sont facilement disponibles pour les patients.
"Il peut ou peut ne pas être efficace pour tous les types de GBM. Il existe des sous-types ainsi que GBM thérapeutiques résistantes que ces nanocarriers peuvent ne pas avoir un impact. Nous devons continuer à des tests rigoureux pour vérifier et valider nos premières conclusions."
Ils exploreront un domaine en expansion de biomarqueurs ciblés disponibles pour les cellules tumorales GBM. Comme il est courant dans le cancer du sein et d'autres types de cancer, le cancer possède des récepteurs de surface cellulaire spécifiques qui sont surexprimés, elle a dit.
Et bien que le médicament TMZ dans ce protocole fonctionne très efficacement, il peut ne pas être le meilleur médicament pour la majorité des gens, dit-elle. "Maintenant que nous savons que nous pouvons obtenir le médicament à son emplacement désigné et le faire fonctionner de manière efficace, nous avons un comparateur. Nous pouvons tester des combinaisons plus meurtrières et différentes de médicaments qui ont jamais été utilisés dans ce scénario."
Cette méthode d'administration du médicament ouvre également de nouvelles fenêtres aux traitements d'immunothérapie recueillant la reconnaissance internationale. Broome veut prendre chimiothérapeutiques et les combiner avec de nouveaux traitements immuno-thérapeutique pour former des forfaits uniques de livraison de combinaison.
Il est ambitieux.
Broome, dont les blagues équipe qui elle garde "une longue liste courante des tâches impossibles», a déclaré le travail traduit aussi à tant de domaines au-delà de cancer, y compris accident vasculaire cérébral, la transplantation et la médecine régénérative, où il pourrait être utilisé par exemple dans la cicatrisation des plaies en dermatologie ou le maintien d'organes en transplantation. Il est une raison pour laquelle elle a présenté sa dernière recherche à une revue internationale parce qu'elle veut accélérer les progrès dans les nanotechnologies, un domaine qu'elle a sans aucun doute va changer la façon dont la médecine est fait.
"Ils sont la principale raison que je continue à faire ce que je fais», dit-elle des patients qui font face à des diagnostics sinistres. «Ils me donnent de l'espoir. Les possibilités de nanotherapeutics sont infinies et lumineux."
