Glioblastoom is een van de meest agressieve vormen van hersenkanker. In plaats van zich te presenteren als een goed gedefinieerde tumor, glioblastoom zal vaak het omliggende hersenweefsel infiltreren, waardoor het uiterst moeilijk is om chirurgisch of met chemotherapie of bestraling te behandelen. Hetzelfde, verschillende muismodellen van glioblastoma zijn volledig resistent gebleken tegen alle behandelingspogingen.

In een nieuwe studie, een team onder leiding van wetenschappers van het Sanford-Burnham Medical Research Institute (Sanford-Burnham) en het Salk Institute for Biological Studies heeft een methode ontwikkeld om een ​​tumor-homing-peptide te combineren, een celdodend peptide, en een nanodeeltje dat zowel de tumorceldood verbetert als de onderzoekers in staat stelt de tumoren in beeld te brengen. Wanneer gebruikt voor de behandeling van muizen met glioblastoom, dit nieuwe nanosysteem heeft de meeste tumoren in het ene model uitgeroeid en de tumorontwikkeling in een ander model aanzienlijk vertraagd. Deze bevindingen werden in de week van 3 oktober gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

"Dit is om twee redenen een uniek nanosysteem. Ten eerste, door het celdodende peptide aan nanodeeltjes te koppelen, konden we het specifiek aan tumoren leveren, waardoor de toxiciteit van het killer-peptide voor normale weefsels vrijwel wordt geëlimineerd. Tweede, gewoonlijk zijn onderzoekers en clinici blij als ze meer medicijnen aan een tumor kunnen leveren dan aan normale weefsels. Dat hebben we niet alleen bereikt, maar waren in staat om onze nanodeeltjes te ontwerpen om het killer-peptide af te leveren waar het werkt - de mitochondriën, het energieopwekkingscentrum van de cel, " zei Erkki Ruoslahti, MD, doctoraat, senior auteur van de studie en vooraanstaand professor in zowel het door het NCI aangewezen kankercentrum van Sanford-Burnham in La Jolla en het Center for Nanomedicine, een Sanford-Burnham-samenwerking met de Universiteit van Californië, Santa Barbara.

Het in dit onderzoek ontwikkelde nanosysteem bestaat uit drie elementen. Eerst, een nanodeeltje fungeert als het dragerraamwerk voor een beeldvormend middel en voor twee peptiden (korte eiwitten). Een van deze peptiden leidt het nanodeeltje en zijn nuttige lading specifiek naar kankercellen en de bloedvaten die ze voeden door celoppervlaktemarkers te binden die ze onderscheiden van normale cellen. Ditzelfde peptide drijft ook het hele systeem aan in deze doelcellen, waar het tweede peptide grote schade aanricht aan de mitochondriën, cellulaire zelfmoord teweegbrengen via een proces dat bekend staat als apoptose.

Samen, deze peptiden en nanodeeltjes bleken uiterst effectief bij de behandeling van twee verschillende muismodellen van glioblastoma. Bij het eerste model behandelde muizen overleefden significant langer dan onbehandelde muizen. In het tweede model onbehandelde muizen overleefden slechts acht tot negen weken. In scherp contrast, behandeling met dit nanosysteem genas op één na alle muizen. Bovendien, naast het geven van therapie, de nanodeeltjes kunnen helpen bij het diagnosticeren van glioblastoom; ze zijn gemaakt van ijzeroxide, waardoor ze - en dus de tumoren waarop ze zich richten - zichtbaar worden door MRI, dezelfde techniek die al wordt gebruikt om veel gezondheidsproblemen te diagnosticeren.

In een laatste wending, de onderzoekers maakten het hele nanosysteem nog effectiever door het samen met een derde peptide aan de muizen toe te dienen. Dr. Ruoslahti en zijn team toonden eerder aan dat dit peptide, bekend als iRGD, helpt gelijktijdig toegediende geneesmiddelen diep in tumorweefsel door te dringen. Van iRGD is aangetoond dat het de werkzaamheid van verschillende geneesmiddelen tegen de menselijke borst aanzienlijk verhoogt, prostaat, en pancreaskanker bij muizen, hetzelfde therapeutische effect te bereiken als een normale dosis met een derde van het geneesmiddel. Hier, iRGD verbeterde de penetratie van nanodeeltjes en therapeutische werkzaamheid.

"In dit onderzoek, onze patiënten waren muizen die glioblastomen ontwikkelden met dezelfde kenmerken als waargenomen bij mensen met de ziekte. We hebben ze systemisch behandeld met de nanodeeltjes. Zodra de nanodeeltjes de bloedvaten van de tumoren bereikten, ze leverden hun nuttige lading (een medicijn) rechtstreeks aan de energieproducent van de cel, de mitochondriën. Door de bloedvaten en ook enkele omliggende tumorcellen te vernietigen, we waren in staat om enkele muizen te genezen en de levensduur van de rest te verlengen, " zei Dinorah Friedmann-Morvinski, doctoraat, co-eerste auteur van de studie en postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Inder Verma, doctoraat aan het Salk Instituut.