Forskare använde nanopartiklar härledda från grapefrukt för att leverera riktade läkemedel för att behandla cancer hos möss. Tekniken kan visa sig vara ett säkert och billigt sätt att göra anpassade terapier.

Nanopartiklar framstår som ett effektivt verktyg för läkemedelstillförsel. Mikroskopiska påsar tillverkade av syntetiska lipider kan fungera som en bärare eller vektor, för att skydda läkemedelsmolekyler i kroppen och leverera dem till specifika celler. Men dessa syntetiska nanovectors utgör hinder inklusive potentiell toxicitet, miljörisker och kostnaden för storskalig produktion. Nyligen har forskare funnit att däggdjurs exosomes-små lipid kapslar frigörs från celler-kan fungera som naturliga nanopartiklar. t gör terapeutiska nanovectors från däggdjursceller utgör olika produktions- och säkerhetsutmaningar.

Ett forskargrupp som leds av Dr. Huang-Ge Zhang vid University of Louisville antydde att exosomliknande nanopartiklar från billiga, ätbara växter kan användas för att göra nanovektorer för att kringgå dessa utmaningar. Forskarna bestämde sig för att isolera nanopartiklar från juice av grapefrukt, druvor och tomater. Deras arbete finansierades delvis av NIH: s National Cancer Institute (NCI) och National Center for Complementary and Alternative Medicine (NCCAM).

Forskarna fann att grapefruktjuice gav de flesta lipid nanopartiklarna. De beredde sedan grapefrukt-härledda nanovektorer (GNV) och testade dem i olika celltyper. GNV upptogs av en mängd celler vid kroppstemperatur. Dessa nanovektorer hade ingen signifikant effekt på celltillväxt eller dödshastigheter. De visade sig vara stabila än en syntetisk nanovektor och upptogs också av celler lättare.

Forskarna testade därefter GNV: erna i möss. Tre dagar efter att fluorescerande märkta GNV injicerades i en svansven eller kroppshålighet, uppträdde de främst i lever, lungor, njurar och mjälte. Efter intramuskulära injektioner hittades GNV övervägande i muskler. Efter intranasal administrering sågs de flesta i lungan och hjärnan.

Även om GNV kunde detekteras 7 dagar efter svansinjektion, fanns ingen tecken på inflammation eller andra biverkningar hos mössen från någon av behandlingarna. Dessutom såg inga GNV att passera genom placentan, vilket tyder på att de kan vara säkra under graviditeten.

GNVs visade sig kunna leverera ett brett spektrum av terapeutiska medel till riktade celler i kulturen, inklusive kemoterapeutiska läkemedel, kort interfererande RNA (siRNA), en DNA-expressionsvektor och antikroppar. Forskarna testade därefter GNVs i musmodeller av cancer. GNV som bär en tumörinhibitor reducerade tumörtillväxt och långvarig överlevnad när den ges intranasalt till möss med hjärntumörer. När de injiceras i musmodeller av tjocktarmscancer, kommer GNV med målmolekyler uppsamlade i tumörvävnad att leverera terapier och långsam tumörtillväxt.

Dessa nanopartiklar, som vi har kallat grapefrukthärledda nanovektorer, kommer från en ätbar växt, och vi tror att de är mindre giftiga för patienter, resulterar i mindre biologiskt farligt avfall för miljön och är mycket billigare att producera i stor skala än nanopartiklar. tillverkad av syntetiska material, säger Zhang.