Kleine deeltjes gevuld met een medicijn kunnen in de toekomst een nieuw hulpmiddel zijn voor de behandeling van kanker. Een nieuwe studie gepubliceerd door Zweedse wetenschappers in Karakterisering van deeltjes en deeltjessystemen laat zien hoe dergelijke nanodeeltjes kunnen worden gecombineerd om de effectieve afgifte van kankermedicijnen aan tumorcellen te verzekeren - en hoe ze eigenschappen kunnen krijgen om ze zichtbaar te maken in MR-scanners en zo traceerbaar te maken.

Het team, die bestond uit wetenschappers van het Karolinska Institutet (KI) en het Royal Institute of Technology (KTH) in Stockholm, en van de Chalmers University of Technology in Göteborg, ontwikkelde zogenaamde 'theranostische nanodeeltjes' door therapie en diagnostiek te combineren in één en hetzelfde nanomateriaal.

"Voor dit onderzoek we hebben theranostische nanodeeltjes geproduceerd die in staat zijn om de levering van medicijnladingen aan borstkankercellen nauwkeurig te bepalen, " zegt professor Eva Malmström van de School of Chemical Science and Engineering van KTH. "Ze zijn ook detecteerbaar in een MR-scanner en kunnen daarom diagnostisch worden gebruikt. De bouwstenen die we gebruiken zijn biologisch afbreekbaar en vertonen geen tekenen van toxiciteit."

De nieuwe studie heeft geresulteerd in een methode om zulke theranostische nanodeeltjes te maken die zich spontaan vormen uit op maat gemaakte macromoleculen (polymeren). De balans tussen hydrofiele (wateraantrekkende) en hydrofobe (waterafstotende) componenten zijn belangrijk voor het succesvolle resultaat van dit proces, de laatste is wat het mogelijk maakt dat de deeltjes met het medicijn worden gevuld. Een relatief hoge concentratie van de natuurlijk voorkomende isotoop 19F (fluor) zorgt ervoor dat de deeltjes duidelijk zichtbaar zijn in MR-tomogrammen met hoge resolutie, en door de theranostische nanodeeltjes door het lichaam te volgen, onderzoekers kunnen leren hoe het medicijn door de tumor wordt opgenomen en hoe effectief de behandeling is.

De onderzoekers vulden de nanodeeltjes met het chemotherapeutische doxorubicine, dat wordt gebruikt voor de behandeling van blaaskanker, longen, eierstokken, en borst. Ze toonden door experimenten op gekweekte cellen aan dat de deeltjes, terwijl ze op zichzelf onschadelijk zijn, zijn effectief in het doden van kankercellen wanneer ze met het medicijn worden geladen.

De volgende stap is om het systeem te ontwikkelen om hersentumoren aan te pakken, alvleesklierkanker en geneesmiddelresistente borstkankertumoren, die momenteel moeilijk effectief te behandelen zijn met chemotherapie.

"Door doelgroepen aan het oppervlak toe te voegen of door de grootte van of het toevoegen van ionische groepen aan onze nanodeeltjes, wordt het mogelijk om de selectieve opname van deze deeltjes in tumoren te vergroten, " zegt dr. Andreas Nyström, Universitair hoofddocent nanogeneeskunde aan het Swedish Medical Nanoscience Center, onderdeel van de afdeling Neurowetenschappen van Karolinska Institutet.

Het is te hopen dat dit onderzoek op een dag zal leiden tot op maat gemaakte chemotherapiebehandelingen die specifiek op tumorcellen zoeken. Daarin is het medicijn die giftig is voor het lichaam, nauwkeuriger bij de tumor kan worden afgeleverd, de behandeling kan veel effectiever worden gemaakt met sterk verminderde bijwerkingen.