Nanopartiküller beyin kanseriyle savaşmaya yardımcı olabilir

İlaç taşıyan nanopartiküller, kan-beyin bariyerini geçebilir ve glioblastoma tümörlerini küçültebilir.

Bir tür beyin tümörü olan glioblastoma multiforme, tedavi edilmesi en zor olan kanserlerden biridir. Glioblastomayı tedavi etmek için sadece birkaç ilaç onaylanmıştır ve hastalık tanısı konan hastalar için ortalama yaşam süresi 15 aydan azdır.

MIT araştırmacıları şimdi, glioblastomayı tedavi etmek için daha iyi bir yol sunabilecek yeni bir ilaç veren nanoparçacık geliştirdiler. İki farklı ilaç taşıyan parçacıklar, kolayca kan-beyin bariyerini geçebilecek ve doğrudan tümör hücrelerine bağlanabilecek şekilde tasarlanmıştır. Bir ilaç, tümör hücrelerinin DNA’sına zarar verirken, diğeri normalde bu tür hasarı onarmak için kullanılan sistem hücrelerine müdahale eder.

Fareler üzerinde yapılan bir çalışmada, araştırmacılar parçacıkların tümörleri küçülttüklerini ve bunların büyümelerini önleyebildiklerini gösterdi.

Mühendislik Profesörü, MIT’nin Koch Bütüncül Kanser Araştırmaları Enstitüsü üyesi.David H. Koch: “Burada benzersiz olan tek şey, bu mekanizmayı kan-beyin bariyerini aşmak ve tümörleri çok etkili bir şekilde hedeflemek için kullanamayız, bu eşsiz ilaç kombinasyonunu sunmak için kullanıyoruz” diyor.

 


Beyin hedefleniyor

Bu çalışmada kullanılan nanopartiküller, Hammond ve eski MIT lisans öğrencisi Stephen Morton tarafından tasarlanan  parçalara dayanmaktadır. Lipozomlar olarak bilinen bu küresel damlacıklar, bir ilacı kendi çekirdeğinde  diğer ilacı ise yağlı dış kabuklarında taşıyabilir.

Parçacıkları beyin tümörlerini tedavi edecek şekilde uyarlamak için, araştırmacılar, beyni dolaşan kandan ayıran ve büyük moleküllerin beyne girmesini engelleyen kan-beyin bariyerini aşmak için bir yol bulmak zorundaydı.

Araştırmacılar, eğer lipozomları transferrin adı verilen bir proteinle kaplamışlarsa, parçacıkların kan-beyin bariyerinden az güçlükle geçebileceğini keşfettiler. Dahası, transferrin ayrıca, tümör hücrelerinin yüzeyinde bulunan proteinlere bağlanır ve bu da parçacıkların, sağlıklı beyin hücrelerini önlerken doğrudan tümör bölgesinde birikmesine izin verir.

Bu hedefe yönelik yaklaşım, vücut boyunca enjekte edildiğinde istenmeyen yan etkilere sahip olabilen büyük doz kemoterapi ilaçlarının verilmesine izin verir. Genellikle glioblastoma hastalarına verilen ilk kemoterapi ilacı olan temozolomid diğer yan etkilerin yanı sıra morarma, mide bulantısı ve güçsüzlüğe neden olabilir.

Tümörlerin DNA hasarı cevabı üzerinde Floyd ve Yaffe’den önceki çalışmalara dayanan araştırmacılar, temozolomidi lipozomların iç çekirdeğine paketlediler ve dış kabukta bir bromodom inhibitörü olarak adlandırılan deneysel bir ilacı gömdüler. Bromodomain inhibitörlerinin, hücrelerin DNA hasarını tamir etme kabiliyetine müdahale ettiğine inanılmaktadır. Bu iki ilacı bir araya getirerek, araştırmacılar ilk olarak tümör hücrelerinin DNA onarım mekanizmalarını bozan, daha sonra hücrelerinin DNA’sına karşı savunmalarını başlatırken bir kez daha yumruk attılar.

Araştırmacılar, nanopartikülleri glioblastoma tümörleriyle farelerde test ettiler ve nanopartiküller tümör bölgesine ulaştıktan sonra, parçacıkların dış tabakasının bozunarak, bromodom inhibitör JQ-1’i serbest bıraktığını gösterdi. Yaklaşık 24 saat sonra, temozolomid partikül çekirdeğinden serbest bırakıldı.

Araştırmacıların deneyleri, transferrinle kaplanmış ilaç veren nanoparçacıkların, tümörleri ya da kaplanmamış nanopartiküllerden ya da temozolomidden ve kendi başına kan dolaşımına enjekte edilen JQ-1’den daha çok küçülttüğünü ortaya koydu. Transferrin kaplı nanopartiküller ile tedavi edilen fareler, diğer tedavileri alan farelerin iki katı uzun bir süre hayatta kalmıştır.

David H. Koch Bilim Profesörü ve Koch Enstitüsü’nün üyesi olan Michael Yaffe, “Bu, DNA hasarı cevabını içeren ilaçlarla nanopartikül kombinasyonunun kombinasyonunun kanser tedavisinde başarılı bir şekilde kullanılabileceği bir başka örnektir” diyor. ayrıca gazetenin bir yazarı.


Yeni terapiler

Fare çalışmalarında, araştırmacılar hedeflenen nanopartiküller ile tedavi edilen hayvanların, normalde temozolomid tarafından zarar gören kan hücreleri ve diğer dokularda çok daha az hasar yaşadıklarını bulmuşlardır. Parçacıklar ayrıca parçacıkların bağışıklık sistemi tarafından tespit edilmesini ve parçalanmasını önlemeye yardımcı olan polietilen glikol (PEG) adlı bir polimer ile kaplanır. PEG ve lipozomların diğer tüm bileşenleri zaten insanlarda kullanılmak üzere FDA onaylıdır.

Lam, “Amacımız, basit, önceden onaylanmış sentetik bileşenleri lipozomda kullanarak kolayca çevrilebilen bir şey elde etmekti,” diyor. “Bu, kan-beyin bariyeri boyunca hedefe yönelik bir nanoparçacık sistemi kullanarak yeni kombinasyon terapileri sunabileceğimizin gerçekten kanıtlanmış bir konsept çalışmasıydı”.

Bu çalışmada kullanılan bromodomain inhibitörü olan JQ-1’in, muhtemelen yarı ömrü çok kısa olduğu için insan kullanımı için uygun olmayacaktır, ancak diğer bromodomain inhibitörleri şimdi klinik çalışmalardadır.

Araştırmacılar, bu tür nanopartikül dağıtımının, kan-beyin bariyerini aşamadıkları için glioblastoma karşı hiç denenmemiş olanlar da dahil olmak üzere diğer kanser ilaçlarıyla da kullanılabileceğini düşünüyorlar.

Floyd, “Beyin tümörlerinde kullanabileceğimiz çok kısa bir ilaç listesi olduğundan, beyin tümörlerinde daha yaygın kemoterapi rejimlerinden bazılarını kullanmamıza izin veren bir araç gerçek bir oyun değiştirici olacaktır” diyor. “Belki de daha fazla standart kemoterapinin etkinliğini, kan-beyin bariyeri etrafında böyle bir araçla çalışarak doğru yere götürebilirsek, bulabiliriz.”

 

 

 


Araştırma Koch Institute Frontier Research Program tarafından finanse edildi; KI Quinquennial Kanser Araştırma Bursu; Koch Enstitüsü ve Dana-Farber / Harvard Kanser Merkezi arasında bir ortaklık olan Köprü Projesi; ve Ulusal Kanser Enstitüsü’nden Koch Enstitüsü Destek (çekirdek) Hibe.

 

 

 

Kaynaklar:


MIT NEWS


Bu makaleyi 5 dakikada okuyabilirsiniz.

Yönetici

Moleküler Biyoloji ve Genetik

Bir Cevap Yazın