การเคลือบอนุภาคระดับนาโนช่วยเพิ่มการส่งยาต้านมะเร็งและลดผลข้างเคียง

การศึกษาล่าสุดจากมหาวิทยาลัยมิสซิสซิปปี้แสดงให้เห็นว่า "น้ำตาลหนึ่งช้อนชา" อาจช่วยให้ยาออกฤทธิ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในขณะที่ลดผลข้างเคียงที่เป็นอันตรายจากการรักษามะเร็ง

แทนที่จะใช้น้ำตาลเพียงช้อนเดียว นักวิจัยใช้ไกลโคโพลีเมอร์ ซึ่งเป็นโพลิเมอร์ที่ทำจากน้ำตาลธรรมชาติ เช่น กลูโคส เพื่อเคลือบอนุภาคขนาดนาโนที่ส่งยาต้านมะเร็งไปยังเนื้องอกโดยตรง พวกเขาพบว่าไกลโคโพลีเมอร์จะป้องกันไม่ให้โปรตีนเกาะติดกับอนุภาคขนาดนาโน ทำให้การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของร่างกายต่อการรักษาลดลง

ส่งผลให้ร่างกายตอบสนองต่อการบำบัดได้ดีขึ้น

“ปัญหาหลักก็คือยาต้านมะเร็งมีพิษอย่างไม่น่าเชื่อ” โทมัส เวอร์เฟล ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์กล่าว

“หน้าต่างการรักษาของยาเหล่านี้แคบมาก: ปริมาณยาที่ให้ผลเกือบจะเท่ากับปริมาณยาที่ทำให้เป็นพิษ และเมื่อปริมาณยาเพียงพอที่จะฆ่าเนื้องอกได้แล้ว ยาก็จะทำให้เกิดพิษและมีผลข้างเคียงมากมายซึ่งเรากำลังพยายามหลีกเลี่ยง”

เหตุใดจึงเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ขึ้น เพราะยาจะเข้าไปถึงเนื้องอกได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น โดยส่วนใหญ่ยาจะเข้าไปไม่ถึง 1% ในขณะที่ยาจะเข้าไปถึงส่วนอื่นๆ ของร่างกายมากกว่า 99%

โทมัส เวอร์เฟล รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ มหาวิทยาลัยมิสซิสซิปปี้

การรั่วไหลของยาพิษไปยังส่วนอื่น ๆ ของร่างกายอาจทำให้เกิดอาการร้ายแรง เช่น มะเร็งเม็ดเลือดขาว อาการแพ้ หรือแม้แต่มะเร็งชนิดใหม่ อย่างไรก็ตาม หากยาเข้าไปถึงเนื้องอกมากขึ้น ผลข้างเคียงก็จะลดลง

ข้อดีของไกลโคโพลีเมอร์

Werfel และ Kenneth Hulugalla นักศึกษาระดับปริญญาตรีสาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์จากเมืองแคนดี ประเทศศรีลังกา เผยแพร่ผลการวิจัยของพวกเขาในวารสาร ACS Nano เมื่อเดือนตุลาคม

อนุภาคขนาดนาโนซึ่งมีขนาดน้อยกว่าหนึ่งในพันของความกว้างของเส้นผมของมนุษย์ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการรักษามะเร็งโดยส่งยาโดยตรงไปยังเนื้องอก อย่างไรก็ตาม โปรตีน รวมถึงโปรตีนที่กระตุ้นการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน มักจะเกาะตัวกันรอบอนุภาคขนาดนาโน ทำให้ร่างกายระบุว่าการรักษานั้นเป็นสิ่งแปลกปลอม

ความต้านทานภูมิคุ้มกันนี้ทำให้ประสิทธิภาพของยาลดลง

“ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา โพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) ถือเป็นมาตรฐานทองคำในการปกป้องอนุภาคเหล่านี้จากการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน” ฮูลูกาลา กล่าว

อย่างไรก็ตาม สารเคลือบที่ใช้ PEG จะสูญเสียประสิทธิภาพหลังจากการใช้ครั้งแรก โดยระบบภูมิคุ้มกันจะเริ่มจดจำยาว่าเป็นสิ่งแปลกปลอมอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะป้องกันไม่ให้ยาเข้าไปในเนื้องอก

ในทางตรงกันข้าม ไกลโคโพลิเมอร์ไม่มีข้อเสียนี้

“ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่านาโนอนุภาคเคลือบไกลโคโพลีเมอร์ช่วยลดการตอบสนองของภูมิคุ้มกันที่ไม่พึงประสงค์ได้อย่างมีนัยสำคัญ ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงการส่งยาในทั้งแบบจำลองเซลล์และสัตว์ได้อย่างมาก การวิจัยครั้งนี้อาจเป็นก้าวสำคัญสู่การรักษามะเร็งที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น”

การศึกษาด้านสัตว์

Werfel และ Hulugalla ทดสอบอนุภาคนาโนเคลือบไกลโคโพลีเมอร์ในหนูที่เป็นมะเร็งเต้านมและพบว่าอนุภาคนาโนเข้าถึงเนื้องอกได้มากกว่าอนุภาคที่ใช้ PEG ขั้นตอนต่อไปในการวิจัยคือการโหลดยาลงในอนุภาคนาโนเหล่านี้และทดสอบประสิทธิภาพในการต่อต้านมะเร็ง

“ในระยะยาว เราต้องการศึกษาปรากฏการณ์นี้ไม่เพียงแต่จากมุมมองเชิงป้องกันเท่านั้น แต่ยังต้องการทำงานเพื่อกำหนดเป้าหมายนาโนอนุภาคไปที่เนื้องอกโดยตรงด้วย” Werfel กล่าว

“เราได้เห็นแล้วว่าไกลโคโพลีเมอร์กระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันน้อยลง อนุภาคต่างๆ จะอยู่ในร่างกายได้นานขึ้นและเข้าถึงเนื้องอกได้ดีกว่า ซึ่งถือเป็นเรื่องดี”

แต่ขั้นตอนต่อไปคือการพิจารณาว่าเราจะกำหนดเป้าหมายเนื้องอกได้อย่างไร เราสามารถใช้เครื่องหมายทางชีวภาพใดเพื่อให้มีอนุภาคหรือยาเพิ่มมากขึ้นเพื่อสะสมในเนื้องอกได้ คำถามเหล่านี้เป็นคำถามหลักที่เราให้ความสนใจมากที่สุดในขณะนี้

การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในACS Nano