Turun yliopistossa tarkastettava väitöskirja tiivistää monialaisen synteettisiä nanokantoaineita syövän hoidossa tarkastelleen tutkimuksen tulokset.

Tutkimus korostaa, että nanohiukkasten ja elävien solujen vuorovaikutus on monimutkaista ja lääkkeiden tehokkaaseen kohdentamiseen syöpäkasvaimiin liittyy haasteita.

Viime vuosikymmeninä nanoteknologia on kehittynyt nopeasti biolääketieteen alalla. Ehkä suurimmat odotukset on asetettu niin sanotuille älykkäille nanolääkkeille syöpähoidon sovelluksissa. Käärimällä nanohiukkaset erityisiin kuoriin, jotka reagoivat kasvainten tai kasvainentsyymien happamaan pH-arvoon, tai peittämällä nanohiukkaset kasvaimia tunnistavilla ligandeilla, tutkijat ovat toistuvasti yrittäneet lisätä nanokantajien kertymistä kasvaimiin.

Tällaiset älykkäät mallit on suunniteltu toimittamaan ja vapauttamaan lääkeaineita, jotka muuten väistämättä kertyisivät terveisiin kudoksiin ja aiheuttaisivat toksisuutta ja sivuvaikutuksia.

”Älykkyys ei kuitenkaan suoraan tarkoita, että nanoformulaatio toimisi. Päinvastoin. Lisääntyvät todisteet viittaavat siihen, että nanokantajat, joilla on monimutkainen rakenne, eivät yleensä täytä lupauksiaan, koska ne eivät läpäise kliinisiä kokeita”, väitöskirjatutkija Valeriy M. Paramonov sanoo Turun yliopiston tiedotteessa.

Kemistien ja biologien ryhmä Turun yliopistosta, Åbo Akademista ja Ulmin yliopistosta on syntetisoinut ja analysoinut yhdentyyppisen älykkään nanoformulaation.

Piioksidista valmistetut nanohiukkaset, joiden mitat olivat alle 200 nanometriä, päällystettiin tahmealla peptidillä, jonka tiedetään kiinnittyvän syöpäkasvaimissa runsaasti esiintyviin somatostatiinireseptoreihin.

Nanokantajien suorituskyvyn testaamiseksi ryhmä kehitti erittäin herkän in vitro -biomäärityksen, joka pystyi mittaamaan, kuinka nanohiukkasten tahmeat peptidit sitoutuvat elävien kasvainsolujen somatostatiinireseptoreihin.

Biomäärityksen avulla tutkijat osoittivat, että nanohiukkasten tahmeat peptidit pystyivät sitomaan somatostatiinireseptoreja myös silloin, kun nanohiukkaset kelluivat seerumipitoisessa kasvuliuoksessa, eli ne kestivät seerumin proteiinien aiheuttamat häiriöt.

”Havainto oli erityisen tärkeä, sillä seerumin proteiinit tarttuvat väistämättä nanoformulaatioiden pintaan, mikä saattaa johtaa nanohiukkasten ennalta arvaamattomaan käyttäytymiseen verenkierrossa”, Paramonov huomauttaa.

Yllättävintä oli kuitenkin, että huolimatta tehokkaasta sitoutumisestaan somatostatiinireseptoreihin älykkäät nanohiukkaset kerääntyivät reseptoreja sisältäviin kasvainsoluihin vähemmän kuin vastaavat "ei-älykkäät" nanopartikkelit, joissa ei ollut tahmeaa peptidikuorta.

”Vahvistimme tämän havainnon useissa geneettisesti muunnelluissa solulinjoissa, joissa oli vaihteleva määrä somatostatiinireseptoreja. Tutkimuksemme kyseenalaistaakin somatostatiinireseptoreihin kohdentamisen hyödyllisyyden nanokantajia hyödyntävissä syöpähoidoissa”, Paramonov sanoo.

Somatostatiinireseptoreja sitovien peptidien paradoksaalinen negatiivinen vaikutus nanohiukkasten solukertymiseen on esimerkki nano-bio-vuorovaikutusten valtavasta monimutkaisuudesta.

”Meillä on vielä paljon opittavaa kasvain- ja reseptoribiologiasta, ennen kuin seuraavien sukupolvien älykkäämpiä ja tietoisesti suunniteltuja nanokantajia voitaisiin tuottaa”, Paramonov sanoo.

LUE SEURAAVAKSI: