Nanomedisin: Ikke bare småtteri

Yrr Mørch og Per Stenstad ved Sintef Materialer og Kjemi samarbeider med NTNU om et alternativ til klassisk kreftbehandling. Ideen er like enkel som den er komplisert: medisinen må selv skjønne hvor den skal.

Målsøkende partikler

Med tradisjonell kreftmedisin følger mange bivirkninger. Mye av grunnen til dette er at medisinen behandler hele kroppen for en sykdom kun deler av kroppen har.

– Under 0,1 prosent av klassisk kreftmedisin går til svulsten. Resten går til andre organer i kroppen, sier Stenstad. For å få en mer målrettet medisin som skiller seg fra tradisjonell kreftbehandling utnytter forskere at celler er forskjellige. Celleoverflaten er dekket av ulike substanser, som på fagspråket kalles reseptorer. Ulike celler har en ulik kombinasjon av slike reseptorer, og de fungerer derfor som cellenes fingeravtrykk. Det gjør det mulig å gjenkjenne en spesiell type celle, på samme måte som det er mulig å søke etter et bestemt fingeravtrykk.

– Målsøkende molekyler på overflaten av nanokapslene kjenner igjen og binder seg til reseptorer på kreftcellene, sier Mørch.

Dermed frigjøres medisinen på rett sted slik at en større mengde medisin går til selve målet.

Fra olje til nanopartikler

Materialet i kapslene er et slags «superlim». Dette superlimet brukes vanligvis til å lime sammen sår i huden, men i dette tilfellet blandes det med medisin.

– Blandingen av medisin og lim er en type olje. Når vi tilsetter vann få vi en emulsjon, tilsvarende det du får når du blander olje og eddik for å lage en dressing, sier Mørch.

For at emulsjonen skal være stabil og ikke skille seg igjen, tilsettes en type såpe som stabiliserer oljedråpene i blandingen. Ved å behandle blandingen med ultralyd får man laget dråpene i riktig størrelse - nanostørrelse. Når disse nanodråpene herdes, omdannes de til harde nanokapsler.

– Dette gjøres ved kontrollerte betingelser i en reaktor. Prosessen kan skaleres opp slk at vi får dannet flere liter med ørsmå medisinkapsler, sier hun.

Kapslene transporteres via blodårene, og fram til målet i en gassboble. Kroppen vår er utstyrt med et immunsystem som går til angrep på alt det anser som fremmed. Disse nanokapslene er ikke noe unntak, og det tar ikke lant tid før immuncellene har klart å ødelegge dem.

– Dette er en av utfordringene ved metoden. Vi må få medisinen fram til målet før den blir ødelagt av immunsystemet, sier Stenstad.

Som kamuflasje har forskerne lagt et lag utenpå kapslene med medisin og superlim derfor ser ut som en vanndråpe, og den kan fritt passere.

Ultralyd mot bivirkninger

I tillegg til reseptorsøkende partikler brukes ultralyd for å øke presisjon ytteligere. Trykkbølger får nanopartikler til å løsne fra boblen de er organisert i.

– Ultralyd hjelper til med å dytte nanopartiklene inn i vevet, sier Mørch.

Blodårene i og rundt kreftsvulster har større porer enn de vanlige blodårene har. Nanopartiklene kan dermed lett forflyttes ut gjennom åreveggen og feste seg til kreftcellene i tumoren.

– Med denne metoden kan man bruke lavere medisinkonsentrasjoner enn hva man bruker nå, fordi mye er av medisinen når svultsen. Dette er veldig postivt med tanke på bivirkniger, sier Stenstad.

Fra idé til marked

Mørch og Stenstad legger imidlertid ikke skjul på at det er vanskelig å få en ny type medsin ut på markedet.

– Det er vanskelig å nå helt fram. Sjansen for å lykkes i medisinsk forskning er ikke stor. Samtidig er gevinsten veldig stor om man får det til, sier Mørch.

Det er mange trinn som skal gjennomføres og godkjennes før en ny medisin blir tatt inn i varmen. Når man har utarbeidet en idé skal den først testes ut på laboratoriebenken. Deretter testes medisinen på levende celler. Når resultatene derfra er tilfredsstillende, kan man søke om å få teste på dyr.

– Vi er nå på stadiet hvor vi tester på både levende celler og dyr, sier Mørch.

Ikke bare for kreft

– Metoden vi bruker er ikke kun forbeholdt cellegift. Det kan også åpne for en ny behandling av sykdommer i hjernen, sier Mørch.

Gassbobler med nanopartikler som kan styres ved hjelp av ultralyd er en ny måte å transportere medisiner på. Hjernen har en barriere som skal forhindre at skadelige stoffer slipper ut av blodårene. Å behandle sykdommer i hjernen er derfor krevende. Og om man bruker gassbobler i kombinasjon med ultralyd kan man åpne opp denne barrieren og dermed få medisiner, som normalt ikke kan transporteres over hjernen, over blod-hjerne-barrieren.

– Sammen med fysikere ved NTNU tester vi hvor sterk ultralyd som skal til for å trenge gjennom denne barrieren, sier hun.

Hvis de lykkes med dette kan de transportere medisiner inn til områder i hjernen manikke kan nå i dag.