Acoperirea cu nanoparticule îmbunătățește administrarea medicamentelor anticancerigene și reduce efectele secundare

Un studiu recent al Universității din Mississippi sugerează că o „lingură de zahăr” ar putea ajuta medicamentele să funcționeze mai eficient, reducând în același timp efectele secundare nocive ale tratamentelor împotriva cancerului.

În loc de o lingură de zahăr, cercetătorii au folosit glicopolimeri - polimeri obținuți din zaharuri naturale precum glucoza - pentru a acoperi nanoparticulele care livrează medicamente anticancerigene direct către tumori. Ei au descoperit că glicopolimerii au împiedicat proteinele să se lipească de nanoparticule, reducând răspunsul imun al organismului la tratament.

Drept urmare, organismul a răspuns mai bine la terapie.

„Principala problemă este că medicamentele împotriva cancerului sunt incredibil de toxice”, a spus Thomas Werfel, profesor asociat de inginerie biomedicală.

„Fereastra terapeutică a acestor medicamente este foarte îngustă: doza la care sunt eficiente este aproape aceeași cu doza la care devin toxice. Și odată ce doza este suficientă pentru a ucide tumora, aceasta provoacă și toxicitate și numeroase efecte secundare pe care încercăm să le evităm.”

De ce se întâmplă asta? Deoarece doar o mică parte din medicament ajunge la tumoră — în majoritatea cazurilor, mai puțin de 1%; peste 99% ajunge în alte părți ale corpului.

Thomas Werfel, profesor asociat de inginerie biomedicală, Universitatea din Mississippi

Această scurgere de medicamente toxice în alte părți ale corpului poate provoca afecțiuni grave, cum ar fi leucemia, reacții alergice și chiar dezvoltarea de noi tipuri de cancer. Cu toate acestea, dacă o cantitate mai mare de medicament ajunge la tumoră, efectele secundare pot fi reduse.

Avantajele glicopolimerilor

Werfel și Kenneth Hulugalla, un student absolvent de inginerie biomedicală din Kandy, Sri Lanka, și-au publicat descoperirile în revista ACS Nano în octombrie.

Nanoparticulele — particule cu lățimea mai mică de o miime din cea a unui fir de păr uman — s-au dovedit eficiente în tratarea cancerului prin administrarea medicamentelor direct către tumori. Cu toate acestea, proteinele, inclusiv cele care declanșează un răspuns imun, tind să se aglomereze în jurul nanoparticulelor, determinând organismul să eticheteze tratamentul ca fiind străin.

Această rezistență imună reduce eficacitatea medicamentului.

„În ultimii 30 de ani, polietilen glicolul (PEG) a fost standardul de aur pentru protejarea acestor particule de răspunsul imun”, a spus Hulugalla.

Totuși, acoperirile pe bază de PEG își pierd eficacitatea după prima utilizare: sistemul imunitar începe rapid să recunoască medicamentul ca fiind străin, ceea ce îl împiedică să pătrundă în tumoră.

Glicopolimerii, dimpotrivă, nu prezintă acest dezavantaj.

„Rezultatele noastre arată că nanoparticulele acoperite cu glicopolimer reduc semnificativ răspunsurile imune nedorite, îmbunătățind în același timp dramatic administrarea medicamentelor atât în modelele celulare, cât și în cele animale. Această cercetare ar putea fi un pas important către tratamente mai eficiente împotriva cancerului.”

Studii pe animale

Werfel și Hulugalla au testat nanoparticulele acoperite cu glicopolimer pe șoareci cu cancer de sân și au descoperit că mai multe nanoparticule au ajuns la tumori în comparație cu particulele pe bază de PEG. Următorul pas în cercetarea lor va fi încărcarea acestor nanoparticule cu medicamente și testarea eficacității lor împotriva cancerului.

„Pe termen lung, dorim nu doar să studiem acest fenomen dintr-o perspectivă protectoare, ci și să lucrăm la direcționarea activă a nanoparticulelor către tumori”, a spus Werfel.

„Observăm deja că glicopolimerii stimulează mai puțin sistemul imunitar, particulele rămân în organism mai mult timp și ajung mai bine la tumoră. Acest lucru este minunat.”

„Dar următorul pas este să analizăm cum putem viza tumorile. Ce markeri biologici putem folosi pentru a face ca mai multe particule sau medicamente să se acumuleze în tumoră? Acestea sunt întrebările care se află în prim-planul atenției noastre în acest moment.”

Studiul a fost publicat în ACS Nano.