Nanocząstki kontra nowotwory

W guzach może zachodzić retencja pewnych molekuł, takich jak nanocząstki lub lipidy, a zjawisko to jest zwane efektem wzmocnionej przepuszczalności i retencji (EPR). Posłużyło ono jako przesłanka do stworzenia bazujących na nanocząstkach leków przeciwnowotworowych. Jednakże pewne bariery fizjologiczne wewnątrz guzów, takie jak nieprawidłowe unaczynienie i macierz śródmiąższowa, utrudniają homogeniczne dostarczanie i dystrybucję leków.

Aby rozwiązać ten problem, naukowcy z finansowanego przez UE projektu CANCER NANOMEDICINE (Optimizing the delivery of nanomedicine to solid tumors) postanowili zoptymalizować rozmiar i ładunek nanocząstek wykorzystywanych do dostarczania leków do guza. W tym kontekście stworzyli schemat matematyczny do przewidywania rozkładu kompleksów nanocząstka-lek, który uwzględnia mikrośrodowisko guza i właściwości nanocząstek.

Dzięki wyspecjalizowanemu oprogramowaniu naukowcy rozwiązali równania opisujące transport środków leczniczych z naczyń krwionośnych do wnętrza guza. Ponadto model może uwzględniać geometrię guza, średnicę naczyń krwionośnych i efekt EPR. Przewidywania oparte o ten model przetestowano poprzez porównanie z danymi eksperymentalnymi dwóch rodzajów mysich guzów sutka.

Reasumując, wyniki badania CANCER NANOMEDICINE pokazały, że małe nanocząstki, o średnicy mniejszej niż 20 nm, są skuteczniejsze w przypadku guzów litych. Podobnie nanocząstki o ładunku dodatnim lepiej przenikały przez naczynia do guzów, w porównaniu z nanocząstkami o ładunku ujemnym lub neutralnych. Ponadto procedury, które zmniejszały ucisk w obrębie mikrośrodowiska guza, ułatwiały równocześnie dostarczanie nanocząsteczek.

Wnioski z badania dotyczą pewnych wyzwań związanych z terapią przeciwnowotworową i dostarczają wskazówek na temat leczenia nowotworów złośliwych nanocząstkami.