Den nye måten å transportere medisin på er allerede testet ut med gode resultater på kreft i mus og rotter. Den kan i tillegg åpne for helt ny behandling av sykdommer i hjernen, som Alzheimer og Parkinson, ifølge forskere ved SINTEF.
Forskerne her står bak utviklingen av en type nanokapsler som utnytter svulstens svake punkt; blodkar av dårlig kvalitet. De svake blodkarene oppstår fordi svulster vokser svært raskt.
– Det medfører at det rett og slett er lettere for oss å trenge igjennom dem og plassere medisin direkte inn i svulsten, forklarer forsker Ýrr Mørch til gemini.no. Mørch er spesialist innenfor nanomedisin i SINTEF.
Gass-eksplosjon i nanoformat
Nanokapslene transporteres inn i blodbanen ved hjelp av gassbobler og utskiller kreftmedisinen når de kommer fram til svulsten som skal behandles. Boblene brukes også til å gi medisinen et ekstra dytt når den treffer blodkarene i selve svulsten.
– Vi skal benytte ultralyd til å sprekke gassboblene når medisinen har kommet fram til tumor. Da oppstår en ørliten trykkbølge, samtidig som temperaturen i vevet øker. Dette gjør at nanopartiklene trenger lettere inn gjennom blodkaret og inn i svulsten, hvor de går i oppløsning, frigir cellegift og dreper kreftcellene svært effektivt.
Fordi gassboblene også fungerer som et kontrastmiddel, kan man faktisk se om behandlingen virker ved hjelp av ultralyd. En annen fordel med metoden er at medisinen faktisk kjenner igjen svulsten:
– Kapslene inneholder målsøkende molekyler. Derfor vil de trekkes mot svulsten. Det har to nyttige bruksområder, forklarer Mørch:
Den første er at kapslene kan varsle om det finnes en svulst – og dermed gi raskere diagnose.
Den andre er at svulsten faktisk trekker til seg medisin, slik at behandlingen blir mer effektiv.
Færre bivirkninger – mer effekt
I tillegg til at en større del av medisinen treffer selve kreftsvulsten, vil denne behandlingsformen gi færre bivirkninger for pasienten – fordi metoden er konstruert for å virke svært lokalt. Det gjør at man bare behandler det syke vevet.
Litteraturstudier viser at lokal medisinering gjør at svulsten blir eksponert for en langt større medisindose enn ved «klassisk» cellegiftbehandling:
– Ved cellegiftbehandling er det faktisk mindre enn 0,1 prosent av medisinen som går til tumor. Resten havner i lever, nyrer og andre organer. Da gir medisinen ofte bivirkninger og er til liten nytte. Litteraturstudier viser at når man derimot bruker målrettet behandling av det syke vevet, vil opptil 5-6 prosent av medisinen nå fram til tumor, slik at de skadelige virkningene av medisinen blir mindre. Derfor er dette en tryggere form for behandling, sier Mørch, som opplyser at målet er å nå ti prosents effekt av den målretta behandlingsmetoden.
Lær om fordelene med nanomedisin:
Dette åpner for å benytte svært effektive kreft-medisiner som i dag ikke er på markedet fordi de har for mange bivirkninger.
– Kort oppsummert vil dette gi oss muligheten til å gi pasientene mindre medisin samtidig som det går mer målrettet behandling på selve tumoren, sier Mørch.
Stealth-partikler
En utfordring forskerne jobber med er å gi kapslene en form for kamuflasje, slik at kroppens eget immunforsvar ikke angriper den knøttlille medisinpakken og ødelegger den før den når målet.
– Kroppen er svært dyktig til å kjenne igjen fremmedlegemer. Derfor var en av utfordringene våre å utvikle en metode som gjør at kroppen ikke oppdager dem.
Dette gjøres ved å framstille kapslene på en måte som gjør at kroppen oppfatter dem som små vanndråper. Kamuflasjen består av et tynt lag med lange polymerer som trekker til seg vannet og danner en liten vannsky rundt kapselen.
– Kroppen bruker lengre tid på å oppdage partiklene på denne måten, så vi kjøper oss tid til å få dem inn til svulsten, sier Mørch. Hun tilføyer at teknologien har fått navnet Stealth-teknologi etter de avanserte jagerflyene som ikke kan sees på radar fordi de blant annet er behandlet med et bestemt belegg.
Billig framstilling i store kvanta
Framstillingsmetoden for de spesielle partiklene foregår i en og samme operasjon. Det gjør at produksjonen er forholdsvis enkel og samtidig svært kostnadseffektiv.
– Litt enkelt forklart kan vi si at vi lager små dråper av lim (nanodråper), og disse blandes med medisinen. Dette limet er det samme som brukes til å lime sammen sår. Deretter herdes dråpene ved hjelp av en komponent. Limet brytes så ned i kroppen over tid og frigir etter hvert medisinen, forklarer forskeren.
Selve nanopartiklene blir til i en reaktor. Deretter piskes luft og proteiner inn i løsningen for å lage luftbobler, som nanopartiklene fester seg utenpå.
Gir håp for hjernesykdommer
Den spesielle teknologien som utnytter partiklenes evne til å produsere gassbobler kan også få stor betydning for framtidig behandling av hjernesykdommer som Alzheimer og Parkinsons.
– Vi vet at det er vanskelig å nå hjernen med medisiner, fordi den er omkranset av en meget effektiv barriere som skiller blodbanen fra spinalvæsken. Dette er for å beskytte hjernen mest mulig for skadelige stoffer i blodet. Derfor er vi nå i gang med forsøk sammen med fysikere ved NTNU. Målet er å finne ut hvor sterk ultralyd vi må bruke for at gassboblene klarer å trenge igjennom denne barrieren som beskytter hjernen vår. Om vi lykkes vil det bli mulig å transportere medisiner inn til en del av kroppen som vi i dag ikke kan nå.
Hva skjer etterpå?
En stor del av forskningen går på å undersøke hva som skjer med partiklene etter at de har gått i oppløsning og «gjort jobben».
– Partiklene vil ikke eksistere lenger, men det vil noen av komponentene. Vi vet at disse kan være giftige i høye konsentrasjoner. Derfor er det viktig å få kunnskap om hvordan de påvirker både menneske og miljø i etterkant. Fordelene må være større enn ulempene, understreker Ýrr Mørch.
Langt løp
Nå er utviklerne i dialog med SINTEFs eget kommersialiseringsselskap SINVENT for å sikre rettighetene til framstillingsmetoden av partiklene, før de går i dialog med både industri og investorer.
– Denne typen forskning er svært kostnadskrevende fordi farmasøytisk industri aldri går inn med penger før det er gjort forsøk på store dyr og mennesker og det er bevist at man har både effekt og lite bivirkninger.
– I dag er vi kommet så langt at studiene foregår preklinisk på små dyr. Neste steg vil være å teste ut dette i større dyr – sannsynligvis på griser.
Deretter må vi kunne vise at metoden er trygg. Om vi lykkes med det, er det klart for å gjøre farmasøytisk industri oppmerksom på hvor effektiv og kostnadseffektiv denne behandlingsmetoden er.
– Vi har stor tro på den fordi vi framstiller det hele i ett trinn – noe som gjør det mulig å produsere både mye og raskt. Selve framstillingen er svært kostnadseffektiv i stor skala. Men å få en ny medisin på markedet er et langt løp, understreker forskeren.
Prosjektet er finansiert av Forskningsrådet, Helse Midt og SINTEF.
Les flere saker på gemini.no
