Dr. Barry Kaplan Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Krebsbehandlung besteht darin, einen Weg zu finden, um zu verhindern, dass hochgiftige Chemomedikamente nicht krebsartiges Gewebe angreifen.
Laut einem kürzlich in der Zeitschrift Advanced Materials veröffentlichten Bericht glauben Forscher, dass sie einen möglichen Weg gefunden haben, einen „Träger“ zu schaffen, der verhindert, dass die Medikamente freigesetzt werden, bis sie mit krebsspezifischen Enzymen in Kontakt kommen.
Die Möglichkeit, dass ein Tumor metastasiert – sich auf andere Bereiche ausbreitet – ist das Hauptmerkmal von Krebs. Dies geschieht mit Hilfe einer Klasse von Enzymen, den sogenannten Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) – diese werden von den Krebszellen aktiv produziert. MMPs lösen Membranen im Körper auf, die die Freisetzung und Ausbreitung von Krebszellen ermöglichen.
Cassandra Callmann, die Erstautorin der Studie, hat eine „Nanosphäre“ aus Peptiden entwickelt, die sie mit dem Krebsmedikament Paclitaxel befüllt hat . Mit einer Erklärung, die in einer Science-Fiction-Geschichte nicht fehl am Platz ist, beschreibt Callmann, wie sich die MMPs durch die Hülle fressen und das Medikament in der Nähe der Tumorstelle freisetzen. Die Hüllenfragmente bilden dann ein „Netz“, um die Moleküle des Medikaments an Ort und Stelle zu halten.
In Laborversuchen mit Mäusen konnten Callmann und ihre Forscherkollegen mit den Nanosphären 16-mal höhere Dosen von Paclitaxel sicher verabreichen, als dies mit den derzeit üblichen Methoden für menschliche Patienten möglich war. In einer Testreihe wurde das Tumorwachstum bei Mäusen, denen die Nanosphären-verabreichten Medikamente verabreicht wurden, für zwei Wochen gestoppt. Die Tumore der Kontrollgruppe, denen Kochsalzlösung oder MMP-resistente Nanokügelchen verabreicht wurden, wuchsen im gleichen Zeitraum auf eine tödliche Größe.
Die Methode der Verabreichung von Nanosphären ist mit mehr Medikamenten als nur Paclitaxel kompatibel, aber da sie auf chemischen Bindungen basiert, muss weitere Forschung betrieben werden, bevor sie ausgeweitet werden kann. Das Design der Nanosphäre selbst wird weiter verfeinert, um nicht betroffene Organe wie Leber oder Nieren besser zu schützen.
Andere Forschungsgruppen haben sich mit ähnlichen Anwendungen von Nanokugeln befasst, um Abgabesysteme für „intelligente Arzneimittel“ zu ermöglichen. Im Jahr 2014 entwickelten Forscher am Boston College eine Nanosphäre aus einer Mischung aus organischen und metallischen Materialien zur Verabreichung von Brustkrebsbehandlungen.