Plus neuve voie plus sûre de traiter effectivement le cancer du cerveau mortel

Une solution de bureau d'études neuve peut aider à livrer des médicaments de massacre de tumeur directement à la tumeur cérébrale sans effets toxiques de fuselage de chimiothérapie systémique. L'étude neuve publiée dans les états scientifiques de nature de tourillon indique sur l'utilisation d'electrospinning coaxial, une technologie industrielle de fabrication, dans la production des membranes qui les médicaments incorporés pour traiter le multiforme de glioblastome (GBM), un cancer agressif du cerveau.

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L'associé Daewoo Han de recherches d'UC travaille dans le laboratoire de Nanoelectronics de l'UC. Il est auteur important d'une étude neuve sur le glioblastome. Photo/services créatifs de Joseph Fuqua II/UC

Multiforme de glioblastome

Des cancers le plus effectivement sont traités avec la gestion réglée à long terme des médicaments thérapeutiques à un site d'objectif.

La tumeur cérébrale GBM appelé est un cancer courant et agressif que les causes plus de 50% de tumeurs cérébrales et prétend les durées de presque 240.000 personnes mondiales chaque année. Seulement 5% de patients avec cette tumeur sont vivants à 5 ans. Elle ne répond pas bien à la chimiothérapie ou à la radiothérapie. En fait, les durées patientes moyennes de GBM seulement 15 mois après diagnostic.

Les normes de traitement actuel dépendent de couper autant de la tumeur qu'est réalisable avec la sécurité, suivie de radiothérapie avec la chimiothérapie.

Systémique contre la chimiothérapie locale dans le cancer du cerveau

Un problème majeur avec la chimiothérapie systémique dans les tumeurs cérébrales est la condition des doses élevées afin de s'assurer que les niveaux adéquats du médicament obtiennent au cerveau, par la barrière hémato-encéphalique. À un tel dosage élevé, le fuselage peut souffrir plus d'effets secondaires sévères.

Les constructions de travail actuel sur la première recherche par deux des Co-chercheurs, qui ont en 2003 développé Gliadel, une demande de règlement biodégradable de disque qui traite des tumeurs cérébrales localement. Elle livre la carmustine de médicament dans un disque polymère inséré dans la cavité de résection. Elle est administrée avec une radiothérapie et une chimiothérapie systémique différente, et cette survie moyenne étirée par traitement triple par encore 6 mois. Elle a quelques éditions telles que la dégradation rapide du médicament et du polymère, et desserrage rapide du médicament.

Electrospinning coaxial

Pour réduire l'exposition générale au médicament, les chercheurs se sont tournés vers electrospinning coaxial. C'est une technique dans laquelle des matériaux multiples sont tournés dans un nanofiber unique avec un des matériaux comme faisceau tandis que l'autre forme l'étui. Les deux peuvent être exploités ainsi pour ses seules propriétés, alors que la combinaison aide le médicament pour atteindre la bonne place d'un seul trait ou au fil du temps. Les paramètres tels que les matières premières, la forme des fibres, leur concentration, les additifs utilisés, la structure poreuse de la fibre et de sa surface, et l'épaisseur d'étui peuvent être réglés pour régler avec précision le régime du desserrage de médicament. Comme le chercheur Andrew Steckl dit, « nous pouvons produire un profil très sophistiqué de médicament-desserrage. »

La membrane médicament-contenante d'electrospun est droit implanté dans la cavité postchirurgicale d'où la tumeur a été retirée pour éponger des cellules de tumeur résiduelle. Trois études des animaux ont regardé la sécurité, la toxicité et l'efficacité du médicament ainsi que le régime de la perte de membrane. Ils ont conclu que l'utilisation de l'electrospun-fibre en chimiothérapie a augmenté les taux de survie. Les études n'en ont pas montré l'effet toxique direct des membranes de polymère sur les cerveaux de rat quoique les disques aient pu rester intacts dans le tissu cérébral pendant des longues périodes de temps. « Ceci représente une évolution prometteuse pour le traitement actuel de GBM, » les chercheurs disent.

Avantages de ce format

Les avantages des electrospun-fibres est que deux ensembles différents d'attributs de polymère peuvent être comportés à une fibre, plus d'une molécule fonctionnelle peut être engainée dans la couche extérieure, et le régime du desserrage de médicament est contrôlable par la modulation attentive des paramètres, comme discuté ci-dessus.

Dans l'intérêt de la commodité, qui déterminera son aptitude pour l'usage répandu, beaucoup de couches de l'electrospun-fibre est employées pour produire un disque, en quelque sorte comme une pilule, qui prévoit l'application d'une quantité plus grande de médicament, réduit la valeur relâchée dans le paquet d'impulsions initial, et permet un desserrage plus supporté du médicament au fil du temps. Ceci s'assure que des médicaments tels que des antibiotiques ou des antidouleurs rapidement et intensément sont relâchés, alors que d'autres médicaments ont plus de configuration de supporter-desserrage.

Desserrage à long terme de médicament

Là ont été beaucoup d'electrospun-fibres plus tôt contenant des agents chimiothérapeutiques, mais aucun n'a avec les disques tranchants jusqu'ici, en ce qui concerne leur durée de vie et desserrage de médicament. L'utilisation des couches hydrophobes d'étui devrait éviter le desserrage rapide dans un support aqueux, activant l'application, la protection de médicament et de forte stabilité à long terme. Contrairement aux disques en vrac du polymère, où le desserrage de médicament initial près de la surface est élevé, et réduit alors lentement car le médicament du centre du disque diffuse sur la surface, un disque poreux multicouche de membrane de fibre aura la cinétique relativement continuelle de diffusion parce que la couche hydrophobe évite le mouillage rapide de l'extérieur du disque. Pour les 30 premiers jours le médicament relâchent est lent, mais d'autre part accélère, pour réduire finalement à un débit constant plus lent sur le long terme, une fois que le disque entier est complet mouillé.

Le dosage sera uniforme sur un plus long laps de temps, selon le chercheur Daewoo Han. Il dit, « pour le traitement actuel, la plupart des médicaments relâchent dans une semaine, mais nos disques ont présenté le desserrage pendant jusqu'à 150 jours. »

Usage de drogues multiple

Electrospinning peut comporter plus d'un médicament, bien que seulement un ait été employé dans l'étude actuelle. L'utilisation des médicaments multiples chargés sur des couches différentes d'extérieur à intérieur peut aider à appliquer un médicament après l'autre dans une séquence de prédéfinis, ou simultanément, pour la demande de règlement à long terme. c'est extrêmement utile quand il s'agit de traitements du cancer plus neufs qui se concentrent sur l'utilisation des médicaments multiples d'éviter l'émergence de la résistance et d'amplifier l'efficacité.

Cette étude a pu aider ainsi à traiter les types de cancer multiples. Steckl dit, « pensant à l'avenir, nous planification pour vérifier le cocktail' traitement de ` où des médicaments multiples pour le traitement combiné des cancers difficiles sont comportés et avons relâché simultanément ou séquentiellement de nos membranes de fibre. »

Journal reference:

Han, D., Serra, R., Gorelick, N. et al. Multi-layered core-sheath fiber membranes for controlled drug release in the local treatment of brain tumor. Sci Rep 9, 17936 (2019) doi:10.1038/s41598-019-54283-y, https://www.nature.com/articles/s41598-019-54283-y?draft=collection

Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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