Je kunt een oud medicijn nieuwe chemokuren leren. Onderzoekers van de Northwestern University namen een medicamenteuze behandeling die is bewezen voor bloedkanker, maar niet effectief is tegen solide tumoren, verpakte het met nanotechnologie en kreeg het ter bestrijding van een agressieve vorm van borstkanker die voorkomt bij jonge vrouwen, vooral jonge Afro-Amerikaanse vrouwen.

Dat medicijn is arseentrioxide, lange deel van het arsenaal van de oude Chinese geneeskunde en onlangs geadopteerd door westerse oncologen voor een vorm van leukemie. De kanker is triple negatieve borstkanker, die vaak niet goed reageert op traditionele chemotherapie en niet kan worden behandeld met mogelijk levensreddende gerichte therapieën. Vrouwen met triple-negatieve borstkanker hebben een hoog risico op uitzaaiing van de kanker en slechte overlevingskansen.

Voorafgaand aan het nieuwe onderzoek arseen was niet effectief geweest bij solide tumoren. Nadat het medicijn in de bloedbaan was geïnjecteerd, het werd te snel uitgescheiden om te werken. De concentratie van arseen kon niet worden verhoogd, omdat het toen te giftig was.

Een nieuw arseen-nanodeeltje - ontworpen om onopgemerkt door de bloedbaan te glippen totdat het bij de tumor aankomt en zijn giftige lading aflevert - loste dat allemaal op. Het nanodeeltje, een nanobin genoemd, werd geïnjecteerd in muizen met triple-negatieve borsttumoren. Nanobins geladen met arseen verminderden de tumorgroei bij muizen, terwijl het niet-ingekapselde arseen geen effect had op de tumorgroei. De arseen-nanobines blokkeerden de tumorgroei door de kankercellen te laten afsterven door een proces dat bekend staat als apoptose.

De nanobin bestaat uit nanodeeltjes arseentrioxide ingekapseld in een klein vetvat (een liposoom) en bedekt met een tweede laag van een verhullende chemische stof die de levensduur van de nanobin verlengt en voorkomt dat aasetercellen het zien. De nanobin-technologie beperkt de blootstelling van normaal weefsel aan het giftige medicijn terwijl het door de bloedbaan gaat. Wanneer de nanobin wordt geabsorbeerd door het abnormale, lekkende bloedvaten van de tumor, de nanodeeltjes van arseen komen vrij en worden gevangen in de tumorcellen.

"De anti-tumoreffecten van de arseen-nanobines tegen klinisch agressieve triple-negatieve borsttumoren bij muizen zijn buitengewoon bemoedigend, " zei Vince Cryns, universitair hoofddocent geneeskunde en endocrinoloog bij Northwestern Medicine en lid van het Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center van de Northwestern University. "Er is een dringende behoefte aan het ontwikkelen van nieuwe therapieën voor een slechte prognose van triple-negatieve borstkanker."

Cryns en Tom O'Halloran, directeur van het Chemistry of Life Processes Institute in Northwestern, zijn senior auteurs van een paper over het onderzoek, die wordt gepubliceerd op 15 juli in Klinisch kankeronderzoek en stond op de omslag van het tijdschrift. Richard Ahn, een student in de opleiding tot medisch wetenschapper aan Northwestern, is hoofdauteur.

"Iedereen zei dat je arseen niet kunt gebruiken voor solide tumoren, " zei O'Halloran, tevens adjunct-directeur basiswetenschappen bij het Lurie Cancer Center. "Dat komt omdat ze het niet op de juiste manier hebben afgeleverd. Deze nieuwe technologie leverde het medicijn rechtstreeks aan de tumor, handhaafde zijn stabiliteit en beschermde normale cellen tegen de toxiciteit. Dat is groot."

De nanodeeltjestechnologie heeft een groot potentieel voor andere bestaande kankermedicijnen die op de plank liggen omdat ze te giftig zijn of te snel worden uitgescheiden, merkte Cryns op. "We kunnen die medicijnen mogelijk effectiever maken tegen solide tumoren door hun afgifte aan de tumor te vergroten en door normale cellen te beschermen tegen hun toxiciteit, " zei hij. "Dit nanotechnologieplatform heeft het potentieel om ons arsenaal aan chemotherapiedrugs uit te breiden om kanker te behandelen."

"Door samen te werken met zowel professoren O'Halloran als Cryns hebben we de nanobins kunnen ontwikkelen en hopelijk een nieuw platform kunnen creëren voor de effectieve behandeling van triple-negatieve borstkanker, " Zei Ahn. "Het hebben van zowel een mentor in de basiswetenschap als een mentor voor borstkanker is een ideale opleiding voor mij als toekomstige arts-wetenschapper."

Vooruit kijken, de uitdaging is nu om de technologie te verfijnen en te verbeteren. "Hoe maken we het toxischer voor kankercellen en minder toxisch voor gezonde cellen?" vroeg Cryns, ook de directeur van SUCCEED, een Northwestern Medicine-programma om de kwaliteit van leven van overlevenden van borstkanker te verbeteren.

Noordwest-wetenschappers werken aan het verfraaien van de nanobins met antilichamen die markers op tumorcellen herkennen om de opname van het medicijn door de tumor te vergroten. Ze willen ook twee of meer medicijnen in dezelfde nanobin stoppen en ze samen aan de tumor afleveren.

"Als je dit eenmaal hebt afgesteld, je zou kunnen gebruiken wat anders een dodelijke of zeer giftige dosis van het medicijn zou zijn, omdat een groot deel ervan direct in de tumor vrijkomt, ' zei O'Halloran.