Haaruitval, misselijkheid, braken, vermoeidheid, verlies van eetlust, verlies van wimpers en wenkbrauwen, vatbaarheid voor infecties - de lijst met mogelijke bijwerkingen van chemotherapie is lang. Veel kankerpatiënten hebben last van de intense effecten die de behandeling met zich meebrengt. Hoge doseringen cytostatica worden subcutaan geïnjecteerd of intraveneus toegediend om de groei van tumoren te stoppen en ook om resistente cellen te vernietigen. Hoe vaker cellen delen, hoe effectiever de werkzame stof is. Dit geldt vooral voor kwaadaardige tumoren. Echter, gezond slijmvliesweefsel en haarcellen delen ook zeer snel. Ze worden dus ook aangevallen. Wetenschappers hebben lang en hard gezocht naar een therapie die selectief de tumorcellen doodt zonder gezond weefsel te beschadigen. Door een nieuwe methodiek te gebruiken, onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research (IAP) in Potsdam, Duitsland, hopen de vicieuze cirkel te doorbreken door nanodeeltjes te gebruiken als voertuigen voor de middelen tegen kanker. Omdat de deeltjes vanwege hun structuur op cellen lijken, ze zijn geschikt om selectief farmaceutische stoffen naar de tumor te sturen, daar aanmeren, en het efficiënt elimineren van de kwaadaardige cellen.

De onderzoekers hebben besloten om hydrofobe, in water onoplosbare lipideblaasjes als de kleine, 200-250 nanometer farmaceutische dragers. Ze zijn biologisch afbreekbaar en vallen na inzet in het lichaam uiteen. Polymeren worden gebruikt om de nano-envelop te stabiliseren, die is voorzien van moleculen die zeer specifiek zijn voor en worden herkend door tumorcellen. De omhulling van het nanodeeltje – experts noemen het de blaasjes – is op dezelfde manier geconstrueerd als die van een cel. De wetenschappers laden deze dragers met doxorubicine, een van de middelen tegen kanker die vaak bij chemotherapie worden gebruikt. Natriumtetradecylsulfaat (STS), een oppervlakteactieve stof, helpt de werkzame stof beter op te nemen.

De onderzoekers hebben de effectiviteit van hun aanpak al kunnen bewijzen in laboratoriumtests. "We gebruikten zowel een baarmoederhalskankerstam (HeLa) als kanker van de dikke darm (HCT116) voor onze in-vitrotests. Ze reageren elk heel anders op doxorubicine. HCT116-cellen zijn gevoelig voor de stof, in tegenstelling tot HeLa-cellen. We hebben de experimenten uitgevoerd met farmacologisch relevante doseringen, gebruikt door clinici. De doxorubicine werd zowel direct als ingekapseld in de nano-dragers aan de celculturen toegevoegd, " legt Dr. Joachim Storsberg uit. Hij ontwikkelde de nieuwe therapie samen met Dr. Christian Schmidt en Nurdan Dogangüzel van IAP in nauwe samenwerking met collega's van de farmaceutische wetenschappen, Prof. Mont Kumpugdee-Vollrath en Dr. J.P. Krause van de Beuth University of Applied Sciences in Berlijn.

Chemotherapie draaglijker maken

De resultaten van de laboratoriumtesten:na drie dagen, 43,3 procent van de HeLa-cellen overleefde een dosis niet-ingekapselde, 1 micromolair (µM) doxorubicine. Toen het actieve middel via ingekapselde blaasjes werd geïntroduceerd, slechts 8,3 procent van de kwaadaardige HeLa-cellen overleefde. "De farmaceutische stof in de nano-enveloppen was vijf keer effectiever, ", zegt Storsberg. Dat was ook te zien in de tests met de darmkankercellen:in dit experiment 46,5 procent van de HCT116-cellen overleefde een dosis van 0,1 µM doxorubicine na twee dagen, terwijl slechts 13,3 procent van de kwaadaardige tumorcellen niet konden worden geëlimineerd door de werkzame stof in ingekapselde vorm toe te dienen. "Met nanodeeltjes als dragers, een effectievere en tegelijkertijd lagere dosering is mogelijk. Op deze manier, en met een gerichte afgifte van de werkzame stof, de gezonde cellen worden waarschijnlijk gespaard en de bijwerkingen worden geminimaliseerd, ", zegt Storsberg. Een bijkomend testresultaat:het inkapselingsmateriaal is alleen effectief in combinatie met het actieve middel. De onbeladen nano-drager valt de gevoelige HCT116-cellen niet aan. Met behulp van hun methodologie, Storsberg en zijn team kunnen onderzoeken hoe effectief een ingekapselde farmaceutische stof werkt, en hoe 'giftig' het eigenlijke nanomateriaal is. “Dat is tot op heden niet haalbaar geweest, ’ benadrukt de chemicus.

De onderzoekers presenteren hun resultaten op Nanotech Dubai, 28-30 oktober 2013. Echter, een reeks klinische tests met kankerpatiënten wordt pas opgezet als deze waarnemingen worden bevestigd in in-vivo-experimenten.