Onderzoekers van de Universiteit van Notre Dame hebben nanodeeltjes ontwikkeld die veelbelovend zijn voor de behandeling van multipel myeloom (MM), een ongeneeslijke kanker van de plasmacellen in het beenmerg.

Een van de problemen waarmee artsen worden geconfronteerd bij de behandeling van MM, is het feit dat kankercellen van dit type resistentie beginnen te ontwikkelen tegen de toonaangevende chemotherapeutische behandeling, doxorubicine, wanneer ze zich hechten aan weefsel in het beenmerg.

"De nanodeeltjes die we hebben ontworpen, bereiken veel dingen tegelijk, " zegt Başar Bilgiçer, universitair docent chemische en biomoleculaire engineering en chemie en biochemie, en een onderzoeker in het Advanced Diagnostics and Therapeutics (AD&T)-initiatief van Notre Dame.

"Eerst, ze verminderen de ontwikkeling van resistentie tegen doxorubicine. Tweede, ze zorgen ervoor dat de kankercellen de met medicijnen beladen nanodeeltjes actief consumeren. Derde, ze verminderen het toxische effect dat het medicijn heeft op gezonde organen."

Een reeks afbeeldingen die multipele myeloomcellen tonen die de gemanipuleerde nanodeeltjes internaliseren

De nanodeeltjes zijn gecoat met een speciaal peptide dat zich richt op een specifieke receptor aan de buitenkant van multipel myeloomcellen. Deze receptoren zorgen ervoor dat de cellen zich hechten aan beenmergweefsel en zetten de resistentiemechanismen tegen geneesmiddelen aan. Maar door het gebruik van het nieuw ontwikkelde peptide, de nanodeeltjes kunnen in plaats daarvan aan de receptoren binden en voorkomen dat de kankercellen zich in de eerste plaats aan het beenmerg hechten.

De deeltjes dragen ook het chemotherapeutische medicijn met zich mee. Wanneer een deeltje zich hecht aan een MM-cel, de cel neemt het nanodeeltje snel op, en pas dan komt het medicijn vrij, waardoor het DNA van de kankercel uiteenvalt en de cel sterft.

"Ons onderzoek bij muizen toont aan dat de formulering van nanodeeltjes het toxische effect van doxorubicine op andere weefsels vermindert, zoals de nieren en de lever, " voegt Tanyel Kiziltepe toe, een onderzoeksassistent-professor bij de afdeling Chemische en Biomoleculaire Engineering en AD&T.

"We denken dat uit verder onderzoek zal blijken dat ook het hart minder wordt aangetast. Dit zou de schadelijke bijwerkingen van deze chemotherapie sterk kunnen verminderen."

De groep moest drie belangrijke problemen aanpakken die verband houden met alle op nanodeeltjes gebaseerde therapieën, legt Jonathan Ashley uit, een van de leidende onderzoekers van het project.

"Er was wat complexe bio-engineering betrokken bij het ontwikkelen van de deeltjes. We waren in staat om het aantal medicijn- en doelelementen op elk nanodeeltje nauwkeurig te regelen, bereik een homogene verdeling van de nanodeeltjesgrootte en elimineer de batch-tot-batch-variabiliteit bij de productie van deeltjes."

Alvorens over te gaan tot klinische proeven bij mensen, het team plant verder onderzoek en testen om het ontwerp van de nanodeeltjes te verbeteren en om de optimale hoeveelheid en combinatie van chemotherapiemedicijnen voor deze nieuwe behandeling te vinden.

Het onderzoek wordt nader beschreven in een recente editie van Nature's Bloedkankerdagboek . Het werd ondersteund door financiering van het Indiana Clinical and Translational Sciences Institute.