Inno-Indigo: Nanoplatform-based drug delivery system: combinational therapy against breast and colorectal cancer

Konvensjonell kjemoterapeutisk kreftbehandling gir ofte ikke tilstrekkelig effekt fordi andelen av kreftmedisinen som kommer frem til kreftsvulsten er for liten. En annen utfordring er at kreftcellene utvikler resistens mot kreftmedisinen. Dette skjer i f.eks. 50-70% av pasienter med brystkreft. Kreftsvulster inneholder også oftest forskjellige typer kreftceller som responderer forskjellig på anti-kreft medisinen. I dette prosjektet har vi laget nanokapsler av lipider der vi har innkapslet anti-kreft medisiner for å en god terapeutisk effekt. Mange utfordringer måtte løses for å lykkes med denne strategien. Vi etablerte derfor en tverrfaglig gruppe med forskere innen fagfeltene syntese av nanopartikler, farmasi, cellebiologi, og humane kreftmodeller i mus. Studiene har resultert i to manuskripter der det første nylig er sendt for publisering og det neste manuskriptet forventes innsendt noen få måneder etter prosjektslutt.

Forskningsgruppene i prosjektet har oppnådd gode nytteeffekter og bygd tverrfaglig kompetanse innen preklinisk dokumentasjon av biologisk nedbrytbare lipid nanokapsler (LNCs). Disse nanopartikelene er blitt optimalisert gjennom iterative prosesser basert på resultater i celleforsøk og dyremodeller. I tillegg til de vitenskapelige data som er oppnådd og som nå sendes for publisering har prosjektet også bidratt til kompetansebygging for flere forskere innen den type studier som utføres i Sandvig-gruppen ved at to unge gjesteforskere fra Giri-gruppen i Hyderabad arbeidet to måneder i Sandvig-laben. Dette oppholdet medførte også kunnskapsoverføring om produksjon av LNC-partikler fra Giri-gruppen til Sandvig-gruppen. Prosjektresultatene er lovende og danner et godt grunnlag for videreutvikling av LNC-partikler til målrettet levering av anti-kreftmedisin. Prosjektet har skapt oppmerksomhet om fagmiljøene og skaffet oss nye internasjonale samarbeidspartnere for fremtidig forskningssamarbeid.

This project aims at using the lipid nanocapsule (LNC) drug delivery system we have recently developed for treatment of breast and colon cancer. The LNCs have a superior ligand binding capability on the surface and can load a broad range of drug molecules. Our approach is to develop a novel LNC based delivery system as an all-in-one solution due to the following issues: (i) A significant portion of the drug molecules end up in normal organs, rather than accumulating at tumor sites, causing severe side effects and limiting the dosage of the therapeutic regimen. (ii) There is a loss of therapeutic efficacy over the course of treatment, through acquired drug resistance. This phenomenon, called multidrug resistance, is found in up to 50-70% of breast cancer patients undergoing chemotherapy. The LNC with multimodal strategies of tumor targeting (both passive targeting via EPR and active targeting by adding small molecules), combinational therapeutic treatment (delivery of drugs for killing cancer cells including cancer stem cells and reducing drug resistance) along with capabilities of MRI based detection will revolutionize cancer treatment. The physico-chemical properties of the LNC will be optimized and functionalized with cyclic-RGD to enhance the therapeutic effect on tumors. We will load small paramagnetic irion oxide nanoparticles with drug molecules to integrate therapeutic and imaging functions, which can be used as cancer theranostic and personalized medicine. This project will provide a novel nano-vehicle system for delivery of important cancer drugs and also provide effective treatment of cancer by including different drugs within the same nanoparticle.