Các tế bào hồng cầu (mũi tên xanh) nằm cạnh một hạt nano iNPG-pDox (mũi tên đỏ) được gắn vào một vi mạch khối u.

Tín dụng: Haifa Shen, Tiến sĩ, Viện Nghiên cứu Giám lý Houston

Các nhà nghiên cứu đã phát triển và thử nghiệm một công nghệ tạo hạt nano dạng tiêm mới có thể đưa doxorubicin (Adriamycin®), một loại thuốc hóa trị thường được sử dụng, đến thẳng nhân tế bào ung thư vú di căn với hiệu quả cao.

Trong nghiên cứu, phương pháp điều trị đã dẫn đến sự thuyên giảm hoàn toàn ở những con chuột mắc dạng ung thư vú khó điều trị. Các phát hiện đã xuất hiện trong Công nghệ sinh học tự nhiên vào ngày 14 tháng 3. Nhóm nghiên cứu dẫn đầu nghiên cứu hy vọng sẽ bắt đầu thử nghiệm phương pháp điều trị trong các thử nghiệm lâm sàng ở người vào cuối năm 2017.

Hiệu quả của hầu hết các loại thuốc hóa trị và liệu pháp nhắm mục tiêu bị hạn chế bởi các hàng rào sinh học bảo vệ tế bào ung thư, bao gồm thành mạch máu khối u và máy bơm phân tử trong màng tế bào khối u, được gọi là máy bơm đẩy ra, đẩy các chất độc hại ra ngoài.

Haifa Shen, Tiến sĩ, thuộc Viện Nghiên cứu Phương pháp Houston, một nhà điều tra cấp cao cho biết: “Thông thường, ít hơn 0,1% phân tử thuốc kết thúc trong mô ung thư trong khi hơn 99,9% phân tử thuốc nằm trong mô khỏe mạnh. nghiên cứu. Ông nói: “Và khi các tế bào khối u nhận được [như vậy] một liều lượng thuốc dưới mức tối ưu, chúng dần dần thích nghi và phát triển khả năng kháng thuốc.

Để tăng hiệu lực của thuốc và giảm khả năng tế bào ung thư phát triển kháng thuốc, các nhà nghiên cứu đã phát triển một liệu pháp dựa trên công nghệ nano, cái mà họ gọi là máy tạo hạt nano có thể tiêm (iNPG), có thể đưa thuốc qua mạch máu của khối u, đến thẳng nhân. của các tế bào khối u.

Tiến sĩ Shen giải thích iNPG giống như một “tình mẫu tử”, trong đó các nhà nghiên cứu giấu các hạt nano chứa doxorubicin được gọi là pDox. pDox là những chuỗi dài mà các phân tử doxorubicin được gắn vào. Ông lưu ý, do kích thước và hình dạng của chúng, cũng như các đặc tính khác, các hạt iNPG tích tụ tốt hơn trong phổi và gan – những vị trí chính cho di căn ung thư vú.

Sau khi các hạt iNPG tiếp cận hệ thống mạch máu của khối u, các hạt nano pDox sẽ được giải phóng khỏi các lỗ nano của iNPG. Sau đó, các lực nhiệt động lực học khiến các chuỗi pDox quấn lại thành các quả bóng, khiến chúng giống với exosome—các túi nhỏ có màng bao bọc được trao đổi bởi các tế bào. Việc ngụy trang hạt nano thành một exosome cho phép thuốc được các tế bào khối u hấp thụ và tránh được các máy bơm đẩy ra ngoài của chúng.

Khi đã ở bên trong tế bào khối u, các hạt pDox cuối cùng di chuyển đến các túi gần nhân, được gọi là endosome, ở đó độ pH cao của endosome khiến doxorubicin tách ra và tiêu diệt tế bào.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các hạt iNPG trong các mô hình chuột bị ung thư vú bộ ba âm tính di căn. Một nửa số chuột đã thuyên giảm hoàn toàn và sống không bệnh tật miễn là bạn cùng lứa khỏe mạnh. Nửa còn lại cuối cùng chết vì bệnh di căn, nhưng vẫn sống lâu hơn nhiều so với những con chuột được điều trị bằng doxorubicin tiêu chuẩn hoặc doxorubicin liposomal (Doxil®).

Mauro Ferrari, Ph.D., chủ tịch kiêm giám đốc điều hành của Viện Nghiên cứu Phương pháp Houston và điều tra viên cấp cao của nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi thực hiện thí nghiệm, và vì vậy chúng tôi đã làm đi làm lại. “Đã 5 năm nghiên cứu trên động vật.”

Tiến sĩ Ferrari nhấn mạnh, phương pháp này là một cách mới để sử dụng công nghệ nano.

Ông nói: “Nếu chúng ta lấy các hạt nano [pDox] tương tự và tiêm chúng vào tuần hoàn hệ thống bằng cách nhỏ giọt IV, chúng sẽ không có tác dụng điều trị. “Khám phá quan trọng là tạo ra các hạt nano này sau khi chúng đến được môi trường vi mô của khối u.”

Tiến sĩ Ferrari tiếp tục đóng gói pDOX trong iNPG cho phép thuốc vượt qua các “rào cản sinh học” thường ngăn thuốc ung thư tích tụ trong các khối u, chẳng hạn như những thuốc chuyển hướng thuốc đến các cơ quan không nhắm mục tiêu hoặc ngăn không cho thuốc rời khỏi vòng tuần hoàn và xâm nhập vi môi trường khối u.

Doxorubicin là một trong những loại thuốc hóa trị được sử dụng rộng rãi nhất. Nó thường được sử dụng để điều trị ung thư vú và buồng trứng, sarcoma và các loại ung thư khác. Nhưng doxorubicin có thể gây hại cho tim, vì vậy sẽ có giới hạn về lượng thuốc mà một bệnh nhân có thể tiếp nhận trước khi họ phát triển các tác dụng phụ về tim, bác sĩ Shen giải thích.

Trong nghiên cứu, sau một tuần điều trị, những con chuột được điều trị bằng iNPG không có bằng chứng về thuốc trong mô tim và không có bằng chứng về tổn thương tim, trong khi những con chuột được điều trị bằng hạt nano doxorubicin hoặc pDox tiêu chuẩn không được đóng gói trong iNPG vẫn có nồng độ cao. của thuốc trong tim và tổn thương mô tim.

Tiến sĩ Shen cho biết: “Với nền tảng này, chúng tôi có thể thay đổi quá trình phân phối sinh học của thuốc.

Piotr Grodzinski, Ph.D., Giám đốc Văn phòng Nghiên cứu Công nghệ Nano của NCI cho biết: “Phương pháp này chắc chắn đại diện cho một công nghệ nano khéo léo. “Sẽ rất thú vị để xem liệu chiến lược này có thể được khái quát hóa hay không và liệu các hạt có thể được thiết kế để nhắm mục tiêu vào các mô ngoài phổi và gan hay không.”

Tiến sĩ Ferrari và các đồng nghiệp của ông đang xin phép Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm để thực hiện thử nghiệm lâm sàng giai đoạn I, họ hy vọng sẽ bắt đầu trong vòng 12 đến 18 tháng tới, ông nói.