En av de mest irriterende problemene i behandling av kreft er den tilbøyelighet av svulster å utvikle resistens mot et bredt spekter av kreft narkotika. Over 70 prosent av eggstokkreft pasienter, for eksempel, har multiresistent svulster på tidspunktet for sin første diagnosen, og praktisk talt alle pasienter som opplever tilbakefall har multiresistent svulster.
Forskere har identifisert de viktigste mekanismene som kreftcellene bruker for å nøytralisere den cytotoksiske, eller celle-drapet, effekter av kreft narkotika, og nå er de bruker nanoteknologi til å avspore legemiddelresistens og bedre sjanser for vellykket behandling av kreft.
I en nylig publisert artikkel, Mansoor Amiji, Ph.D., rektor etterforsker av National Cancer Institute (NCI)-finansierte Cancer Nanoteknologi Platform Partnership ved Northeastern University , og hans samarbeidspartnere har vist at kombinasjonen av kreft narkotika paklitaxel og tamoxifen, levert til svulster i polymer-baserte nanopartikler, overkommer flere legemiddelresistens i en mus modell av menneskelig eggstokkreft. Dette papiret, som vises i tidsskriftet Clinical Cancer Research, beskriver eksperimenter som viser at tamoxifen, da leverte inn en svulst celle av polymer nanopartikler, fungerer å øke den intracellulære nivå av en fet molekyl kalt ceramid, som igjen gjør at nanopartikkel- levert paklitaxel å utløse apoptose, eller programmert celledød.
Etter innledende eksperimenter med multiresistent menneskelig eggstokkreft celler viste at en kombinasjon av tamoxifen-og paklitaxel-lastet nanopartikler utløst betydelig celledød i resistente celler, etterforskere behandlede tumor-bærende dyr med de to nanopartikler. Tre uker etter behandling, var svulster en tredjedel av størrelsen på dem i dyr som fikk ingen behandling eller behandling med paklitaxel alene. Administrasjon av et sekund dose produsert ytterligere betydelig tumorvekst undertrykkelse. Disse studiene viste også at kombinerte nanopartikkel behandlingen var ledsaget av noen uønskede bivirkninger.
Ta en litt annen tilnærming, Gavin Robertson, Ph.D. og hans kolleger ved Pennsylvania State University College of Medicine brukt nanopartikler til å levere ceramid seg til kreftceller, som også ser ut til å overvinne legemiddelresistens. I en artikkel også publisert i Clinical Cancer Research, behandlet Dr. Robertson team melanom og brystkreft celler med anticancer agenten sorafenib, som er godkjent for å behandle nyre-og leverkreft, sammen med ceramid innkapslet i en nanoskala liposome. Nanopartikkel innkapsling gjør ceramid å krysse cellemembranen og skriv en cellens cytoplasma.
Tidligere kliniske studier med sorafenib unnlatt å vise terapeutisk effekt i behandling av melanom eller brystkreft. Men hadde kombinasjonen av sorafenib og nanopartikkel-innkapslet ceramid en markant toksisk effekt på både melanom celler og brystkreft celler som vokser i kultur. Når det gis til dyr med menneskelige melanom eller brystsvulster, produsert kombinasjonsbehandlingen en betydelig reduksjon i tumor vekst med få, om noen tilsynelatende bivirkninger.
Arbeide med Penn State gruppen, Scott McNeil, Ph.D. og hans kolleger ved NCI er Nanoteknologi Karakterisering Laboratory (NCL) har studert hvordan liposomal ceramid oppfører seg i kroppen. De foreløpige resultatene fra disse studiene, som ble gjennomført som del av en større innsats der målet er å utvikle nanoparticulate ceramid for kliniske studier, vises i tidsskriftet Drug Metabolism og Disposition.
Ved hjelp av tritium-merket nanopartikler lastet med karbon-14 merket ceramid, var NCL-teamet i stand til å spore skjebnen til både nanopartikler og deres nyttelast når injisert i rotter. Resultatene av denne studien viste at mens lipid-baserte nanopartikler i stor grad forble i omløp, var de i stand til å levere sine ceramid nyttelasten inn i cellene. Den mest sannsynlige mekanismen for intracellulær levering involvert utveksling av Ceramide fra lipid-bilayer av nanopartikler til lipid-bilayer tumorceller. Resultatet av denne utvekslingen prosessen førte til rask vev distribusjon av Ceramide tilsynelatende uten bivirkninger, til tross for det faktum at en betydelig mengde Ceramide rømmer fra liposomer før de når svulsten.