I en dramatisk demonstration af magt af nanoteknologi, har et hold af efterforskere designet en nanoskala, polymeriske drug delivery køretøj, når det er indlæst med en udbredt kræft agent kure tyktarmskræft hos mus med en enkelt dosis.
Forskerne, ledet af Francis Szoka, Ph.D., fra University of California, San Francisco, og Jean Fréchet, Ph.D., fra University of California, Berkeley, offentliggjorde resultaterne af disse eksperimenter i Proceedings of National Academy of Sciences USA. Det igangværende arbejde udgør en milepæl i en samordnet indsats for at designe næsten ethvert aspekt af et nanoskala drug delivery køretøj for at maksimere anticancer aktivitet af lægemidlet nyttelast.
Til at skabe deres drug delivery køretøj, efterforskerne brugte en meget forgrenet polymer, kendt som en dendrimer, der naturligt danner nanopartikler med myriader af sites for narkotika-lastning. I dette særlige tilfælde, skabte forskerne, hvad de kalder en butterfly polyester dendrimer, hvis molekylære struktur lidt ligner en butterfly med to forskellige halvdele. Tidligere arbejde, som disse efterforskere havde allerede vist, at kroppen let nedbrydes denne dendrimer og at dendrimer ikke ophobes i kroppen. Tidligere arbejde havde også vist, at denne dendrimer har overlegen farmakokinetiske egenskaber, hvis det har en masse større end 40 kilodalton.
På den ene halvdel af dendrimer, der er knyttet forskerne en anden polymer, poly (ethylen glycol) (PEG), for at gøre det dendrimer vandopløselige. Igen, havde tidligere arbejdet givet detaljerede oplysninger om det optimale antal af PEG molekyler til at fastgøre til dendrimer for at maksimere sin levetid i kroppen. Dernæst efterforskerne vedlagde den kræftbehandlingsmiddel doxorubicin til den anden halvdel af dendrimer ved hjælp af en kemisk binding er at bryde når de udsættes for sure betingelser. Ikke tilfældigt, at indersiden af tumorceller er sure, mens blodbanen har en neutral pH. Resultaterne præsenteres i dette papir viser, at den resulterende narkotikarelaterede dendrimer formulering udgivelser stort set alle sine lægemidler inden for 48 timer i sure forhold, men mindre end 10 procent af dens nyttelast ved neutral pH.
Ved test i dyrkede colon tumor celler, fandt forskerne, at stoffet-dendrimer konstruere var væsentligt mindre giftige end frit doxorubicin, når de doseres cellerne med tilsvarende mængder af doxorubicin. Forskerne bemærker, at denne noget overraskende at finde sandsynlige resultater fra langsommere optagelse af tumor celler i dendrimer, sammenlignet med frit medikament, og fordi en gang taget op af celler lægemidlet frigives langsomt fra dendrimer.