Het doel van dit nieuwe hulpmiddel, ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Granada (UGR), is het gebruik van "Trojaanse paarden" om kanker vanuit de tumorcellen zelf te bestrijden zonder gezonde weefsels te beschadigen. het Instituut voor Nanowetenschappen van Aragon (INA), de Universiteit van Zaragoza, en het Cancer Research UK Edinburgh Centre aan de Universiteit van Edinburgh.

De onderzoekers hebben exosomen gebruikt als "Trojaanse paarden" om palladium (Pd) -katalysatoren in kankercellen te brengen. "We brengen de katalysator in kleine blaasjes of exosomen ter grootte van ongeveer 100 nanometer, die in staat zijn om rechtstreeks in de tumorcel te reizen. Eenmaal daar, ze katalyseren een reactie die een passief molecuul omzet in een krachtig middel tegen kanker, " legt professor Jesús Santamaria van de Universiteit van Zaragoza uit, WHO, samen met dokter Asier Unciti-Broceta van de Universiteit van Edinburgh, heeft geleid tot deze studie gepubliceerd door het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift Natuur Katalyse .

Deelname aan het onderzoek, getiteld "Van kanker afgeleide exosomen geladen met ultradunne palladium nanosheets voor gerichte bioorthogonale katalyse, " zijn Belén Rubio Ruiz van de UGR, Maria Sancho, Victor Sebastian, en Manuel Arruebo van de Universiteit van Zaragoza, en Pilar Martín-Duque van de Aragonese Stichting voor Onderzoek &Ontwikkeling (ARAID), een agentschap opgericht door de regering van Aragon binnen de INA. Het werk is uitgevoerd in samenwerking met de onderzoeksgroep van de Universiteit van Edinburgh, geleid door Dr. Asier Unciti-Broceta.

Het doden van een kankercel is eenvoudig:er zijn veel giftige moleculen die de taak kunnen uitvoeren. De uitdaging is om het giftige molecuul alleen op de kankercel te richten, en niet bij gezonde cellen. Dit gebrek aan selectiviteit bij het aansturen van geneesmiddelen tegen kanker is de oorzaak van de vaak verwoestende bijwerkingen die kankerpatiënten ervaren tijdens chemotherapiebehandeling. In plaats van dergelijke medicijnen in de bloedbaan te injecteren, het zou veel beter zijn als ze direct in de kankercellen konden worden gemaakt. En dat is precies wat dit internationale team van wetenschappers heeft bereikt.

"We gebruiken katalysatoren in veel aspecten van het dagelijks leven omdat ze chemische reacties genereren die anders niet mogelijk zouden zijn. de gassen die door onze auto's worden uitgestoten, passeren een katalysator om ze minder schadelijk te maken voor het milieu en onze gezondheid, " zegt Belén Rubio Ruiz. Het is daarom verrassend dat katalyse, waarvan bekend is dat het op zoveel gebieden zo nuttig is, is praktisch ongehoord in de oncologie. "Dit komt door het feit dat er enorme obstakels zijn:het identificeren van geschikte katalysatoren en reacties en, bovenal, het leveren van de katalysatoren direct in de doelcellen, en niet anderen."

De sleutel:Exosomen

Echter, exosomen kunnen de sleutel blijken te zijn. Exosomen worden door de meeste cellen uitgescheiden en zijn omgeven door een membraan dat elementen bevat die kenmerkend zijn voor de cel waaruit ze afkomstig zijn. Dit maakt ze selectief (dankzij het fenomeen van tropisme naar de cellen van oorsprong), en maakt het voor hen mogelijk om een ​​therapeutische belasting bij voorkeur naar de oorspronkelijke cel te dragen, zelfs in de aanwezigheid van andere cellen.

De auteurs van de studie hebben een manier gevonden om de synthese van katalysatoren (Pd-nanosheets met een dikte van iets meer dan een nanometer) in exosomen van tumorcellen te induceren zonder de eigenschappen van hun membranen te verstoren, waardoor de exosomen worden omgezet in "Trojaanse paarden" die in staat zijn om het leveren van de katalysator aan de progenitor kankercellen. Eenmaal daar, ze katalyseren de in situ synthese van een antikankerverbinding (panobinostat, een geneesmiddel tegen kanker dat in 2015 is goedgekeurd).

Nadat ze de effectiviteit van dit proces in hun onderzoek hadden aangetoond, de onderzoekers observeren:"We verzamelden exosomen van hetzelfde type kankercel die moest worden behandeld, we laadden ze met de palladiumkatalysator en brachten ze terug naar het kweekmedium. Daar, dankzij hun selectieve tropisme, de exosomen leveren de katalysator aan de oorspronkelijke cel. Eenmaal binnen, de katalysator zet de inactieve panobinostat om in zijn actieve en toxische vorm, waardoor de tumorcel wordt gedood precies waar we willen:precies in de tumorcel."

De sleutel tot het proces is selectiviteit van het transportmechanisme gemedieerd door exosomen. Dankzij deze selectiviteit panobinostat wordt alleen gegenereerd in de cellen die de katalysator heeft bereikt, en daarom veroorzaakt het bij voorkeur de dood van de oorspronkelijke tumorcellen, terwijl het sterftecijfer onder andere cellen veel lager is.