Wie Nanopartikel die Ausbreitung von Krebs fördern können
Neue Forschungsergebnisse haben ergeben, dass einige Nanomaterialien, mit denen Wissenschaftler Krebs bekämpfen, den gegenteiligen Effekt haben können: die Ausbreitung von Tumoren zu unterstützen. Die Ergebnisse zeigen, warum dies auftreten könnte, und schlagen einen Weg vor, dieses Risiko in einen therapeutischen Vorteil umzuwandeln.
Die Nanotechnologie hat sich kürzlich als innovativer Weg zur Behandlung von Krebs herausgestellt.
Zum Beispiel haben einige Forscher Goldnanopartikel entwickelt, die Krebszellen „suchen“ und von innen heraus pulverisieren können.
Andere haben jedoch Nanokapseln verwendet, um konzentrierte Arzneimittel auf äußerst präzise Weise abzugeben, um die Nebenwirkungen zu vermeiden, die eine herkömmliche Chemotherapie verursachen könnte.
Aber woraus bestehen diese „Nanoträger“ und könnten die Materialien, die Wissenschaftler in der Nanomedizin verwenden, die Ausbreitung von Krebs eher unterstützen als behindern?
Wissenschaftler verwenden am häufigsten Gold, Titandioxid, Silber und Siliziumdioxid unter anderem zu therapeutischen Zwecken.
Neue Forschungsergebnisse, deren Ergebnisse nun in der Zeitschrift erscheinen Natur Nanotechnologie - schlägt vor, dass diese Nanomaterialien die Ausbreitung von Krebszellen erleichtern könnten, indem sie die Lücke zwischen Blutgefäßzellen vergrößern und es Krebszellen ermöglichen, leichter an neue Orte zu wandern.
Forscher der National University of Singapore (NUS) in der Nähe von Clementi kamen zu diesem Schluss, nachdem sie mehrere Modelle von Brustkrebs bei Nagetieren untersucht hatten.
Fei Peng vom Department of Chemical and Biomolecular Engineering der NUS Faculty of Engineering ist der erste Autor des Papiers.
Peng und Kollegen nannten das Phänomen „Nanomaterialien-induzierte endotheliale Leckage“ (NanoEL). In ihrer Arbeit schlagen sie auch neue Wege vor, wie Arzneimittelentwickler diese Entdeckung nutzen könnten, um wirksamere Therapien für Krebs und andere Erkrankungen zu entwickeln.
Nanopartikel können das Fortschreiten des Krebses beschleunigen
Peng und sein Team stellten fest, dass NanoEL die Bewegung von Krebszellen von der ursprünglichen Tumorstelle zu neuen Stellen beschleunigt und den bereits in Bewegung befindlichen Krebszellen hilft, sich der Durchblutung zu entziehen.
David Leong, außerordentlicher Professor am Department of Chemical and Biomolecular Engineering der NUS Faculty of Engineering, ist einer der Leiter der Studie.
Er erklärt die Bedeutung dieser Ergebnisse mit den Worten: „Für einen Krebspatienten besteht die direkte Auswirkung unserer Ergebnisse darin, dass eine langfristige, bereits bestehende Exposition gegenüber Nanopartikeln - beispielsweise durch alltägliche Produkte oder Umweltschadstoffe - das Fortschreiten des Krebses beschleunigen kann, selbst wenn Nanomedizin wird nicht verabreicht. “
Nanopartikel können häufig in verarbeiteten Lebensmitteln und kosmetischen Produkten wie Cremes und Lotionen enthalten sein.
"Die Wechselwirkungen zwischen diesen winzigen Nanomaterialien", fährt Leong fort, "und die biologischen Systeme im Körper müssen bei der Entwicklung und Entwicklung der Krebs-Nanomedizin berücksichtigt werden."
"Es ist entscheidend", fügt er hinzu, "sicherzustellen, dass das Nanomaterial, das das Krebsmedikament liefert, nicht auch unbeabsichtigt das Fortschreiten des Tumors beschleunigt."
"Während sich neue Durchbrüche in der Nanomedizin entfalten, müssen wir gleichzeitig verstehen, warum diese Nanomaterialien unerwartete Ergebnisse auslösen."
David Leong
Vom Feind zum Freund
Die Autoren der Studie erklären auch, dass wir denselben Mechanismus nutzen könnten, der eine Anfälligkeit bei der Krebsbehandlung darstellen und die Tumorausbreitung vorantreiben könnte, um genau den gegenteiligen Effekt zu erzielen.
Wenn Blutgefäße undichter werden, könnte dies auch den Zugang von Chemotherapeutika oder Stammzellen zu geschädigten Geweben erleichtern.
"Wir untersuchen derzeit die Verwendung des NanoEL-Effekts", sagt Leong, "um unreife Tumoren zu zerstören, wenn nur wenige oder keine undichten Blutgefäße vorhanden sind, um Krebsmedikamente an die Tumoren abzugeben."
„Wir müssen diese feine Linie sehr sorgfältig beschreiten und die Dauer optimieren, in der die Tumoren den Nanopartikeln ausgesetzt sind“, fügt er hinzu. "Dies könnte es Wissenschaftlern ermöglichen, die Ursache der Krankheit zu bestimmen, bevor sich die Krebszellen ausbreiten und zu einem hochgradig feuerfesten Problem werden."
Neben Krebs kann es auch möglich sein, die Ergebnisse auf andere Erkrankungen anzuwenden, an denen geschädigte Organe und Gewebe beteiligt sind.
Der Co-Leiter der Studie, Han Kiat Ho, vom Department of Pharmacy der NUS Faculty of Science, erklärt weiter.
Ihm zufolge kann NanoEL „auch unter anderen Bedingungen ausgenutzt werden, bei denen ein Ausfall der Undichtigkeit ein Schlüsselmerkmal ist. Zum Beispiel können Organverletzungen wie Leberfibrose zu übermäßigen Narben führen “, sagt er,„ was zu einem Verlust an Undichtigkeiten führt, der den Eintritt von Nährstoffen über die Blutgefäße verringert. “
