Nanohiukkasten ja elävien solujen vuorovaikutus on niin monimutkaista, että lääkkeiden tehokas reitittäminen ja kohdentaminen syöpäkasvaimiin on edelleen vaikeaa.
Näin tiivistää Turun yliopistossa valmistunut väitöskirja tulokset monialaisesta tutkimuksesta, jossa tarkasteltiin synteettisiä nanokantoaineita syövän hoidossa.
Ryhmä kemistejä ja biologeja Turun yliopistosta, Åbo Akademista ja Ulmin yliopistosta syntetisoi yhden älykkään nanoformulaation ja analysoi sen käyttäytymistä.
Piioksidista valmistetut alle 200 nanometrin hiukkaset päällystettiin tahmealla peptidillä, jonka tiedetään kiinnittyvän syöpäkasvaimissa runsaina esiintyviin somatostatiinireseptoreihin.
Nanokantajien suorituskyvyn testaamiseksi ryhmä kehitti erittäin herkän in vitro -biomäärityksen, jolla se kykeni mittaamaan, kuinka peptidit sitoutuvat elävien kasvainsolujen reseptoreihin.
Määrityksen avulla tutkijat osoittivat, että nanohiukkasten peptidit pystyivät sitomaan somatostatiinireseptoreja myös silloin, kun hiukkaset kelluivat seerumipitoisessa kasvuliuoksessa. Toisin sanoen ne kestivät seerumin proteiinien aiheuttamat häiriöt.
”Viimeksi mainittu havainto oli erityisen tärkeä, sillä seerumin proteiinit tarttuvat väistämättä nanoformulaatioiden pintaan, mikä saattaa johtaa nanohiukkasten ennalta arvaamattomaan käyttäytymiseen verenkierrossa”, sanoo väittelijä Valeri Paramonov.
Kohdennus somatostatiinireseptoreihin ei ehkä kannata
Yllättävin havainto oli, että vaikka älykkäät nanohiukkaset sitoutuivat reseptoreihin tehokkaasti, ne kuitenkin kerääntyivät reseptoreja sisältäviin kasvainsoluihin vähemmän kuin vastaavat ”ei älykkäät” nanopartikkelit, joissa ei ollut tahmeaa peptidikuorta.
”Tutkimuksemme kyseenalaistaakin somatostatiinireseptoreihin kohdentamisen hyödyllisyyden nanokantajia hyödyntävissä syöpähoidoissa”, Paramonov sanoo.
Nanoteknologia on viime vuosikymmeninä kehittynyt biolääketieteenkin alalla nopeasti. Suurimmat odotukset on asetettu juuri niin sanotuille älykkäille syöpänanolääkkeille.
Tutkijat ovat toistuvasti yrittäneet lisätä nanokantajien kertymistä kasvaimiin käärimällä hiukkaset kuoriin, jotka reagoivat kasvainten tai kasvainentsyymien happamaan pH-arvoon, tai peittämällä ne kasvaimia tunnistavilla ligandeilla.
”Meillä on vielä paljon opittavaa kasvain- ja reseptoribiologiasta ennen kuin seuraavien sukupolvien älykkäämpiä ja tietoisesti suunniteltuja nanokantajia voidaan tuottaa”, Paramonov summaa.
Valeri Paramonovin väitöskirja Targeting somastotatin receptors with peptide-functionalized silica nanoparticles tarkastetaan Turun yliopistossa 25. elokuuta 2021.
Kuva Pexels
