Nanodeeltjes worden beschouwd als een veelbelovende aanpak bij het opsporen en bestrijden van tumorcellen. De methode heeft, echter, vaak mislukt omdat het menselijke immuunsysteem ze herkent en afwijst voordat ze hun functie kunnen vervullen. Onderzoekers van Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf en University College Dublin hebben nanodeeltjes ontwikkeld die het afweersysteem van het lichaam omzeilen en de zieke cellen vinden. Deze procedure maakt gebruik van fragmenten van een antilichaam dat alleen voorkomt bij kamelen en lama's.

Het gebruik van nanodeeltjes in kankeronderzoek wordt beschouwd als een veelbelovende aanpak bij het opsporen en bestrijden van tumorcellen. De methode heeft, echter, vaak mislukt omdat het menselijke immuunsysteem de deeltjes herkent als vreemde voorwerpen en ze afwijst voordat ze hun functie kunnen vervullen. Onderzoekers van het Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) en University College Dublin in Ierland hebben, samen met andere partners, ontwikkelde nanodeeltjes die niet alleen het afweersysteem van het lichaam omzeilen, maar vinden ook hun weg naar de zieke cellen. Deze procedure maakt gebruik van fragmenten van een bepaald type antilichaam dat alleen voorkomt bij kamelen en lama's. De kleine deeltjes waren zelfs succesvol onder omstandigheden die sterk lijken op de situatie in het lichaam van potentiële patiënten.

Het beschrijven van de huidige stand van het onderzoek, Dr. Kristof Zarschler van het Helmholtz Virtual Institute NanoTracking bij de HZDR legt uit:"Op dit moment moeten we drie uitdagingen overwinnen. Ten eerste, we moeten de kleinst mogelijke nanodeeltjes produceren. We moeten dan hun oppervlak zodanig aanpassen dat de eiwitten in het menselijk lichaam ze niet omhullen, waardoor ze ondoeltreffend zouden worden. Om ervoor te zorgen, dat de deeltjes hun werk doen, we moeten ze ook op de een of andere manier programmeren om de zieke cellen te vinden." de onderzoekers van Dresden en Dublin hebben hun expertise gebundeld om nanodeeltjes te ontwikkelen die zijn gemaakt van siliciumdioxide met fragmenten van kameelantilichamen.

In tegenstelling tot conventionele antistoffen, die bestaan ​​uit twee lichte en twee zware eiwitketens, die van kamelen en lama's zijn minder complex en bestaan ​​uit slechts twee zware ketens. "Door deze vereenvoudigde structuur, ze zijn gemakkelijker te produceren dan normale antilichamen, " legt Zarschler uit. "We hebben ook maar één bepaald fragment nodig - het deel van het molecuul dat zich aan bepaalde kankercellen bindt - wat de productie van veel kleinere nanodeeltjes mogelijk maakt." Door het oppervlak van het nanodeeltje te modificeren, het wordt ook moeilijker voor het immuunsysteem om het vreemde materiaal te herkennen, waardoor de nanodeeltjes hun doel daadwerkelijk kunnen bereiken.

De ultrakleine deeltjes zouden dan de zogenaamde epidermale groeifactorreceptor (EGFR) in het menselijk lichaam moeten detecteren. Bij verschillende soorten tumoren dit molecuul wordt tot overexpressie gebracht en/of bestaat in een gemuteerde vorm, waardoor de cellen ongecontroleerd kunnen groeien en vermenigvuldigen. De onderzoekers van Dresden konden in experimenten aantonen dat nanodeeltjes die zijn gecombineerd met de kameelantilichaamfragmenten, zich steviger kunnen binden aan de kankercellen. "De EGFR is een virtueel slot waarop ons antilichaam past als een sleutel, ", legt Zarschler uit.

Ze behaalden zelfs dezelfde resultaten in experimenten met menselijk bloedserum - een biologisch relevante omgeving waar de wetenschappers op wijzen:"Dit betekent dat we de tests hebben uitgevoerd onder omstandigheden die erg lijken op de realiteit van het menselijk lichaam, " legt Dr. Holger Stephan uit, wie het project leidt. "Het probleem met veel huidige onderzoeken is dat kunstmatige omstandigheden worden gekozen waar geen storende factoren bestaan. Hoewel dit goede resultaten oplevert, het is uiteindelijk nutteloos omdat de nanodeeltjes uiteindelijk falen in experimenten die onder meer complexe omstandigheden worden uitgevoerd. In ons geval, we zouden deze foutbron op zijn minst kunnen verminderen."

Echter, er is meer tijd nodig voordat de nanodeeltjes kunnen worden gebruikt bij het diagnosticeren van menselijke tumoren. "De succesvolle tests hebben ons een stap verder gebracht, " legt Stephan uit. "De weg, echter, tot het klinische gebruik ervan lang is." Het volgende doel is om de grootte van de nanodeeltjes te verkleinen, die nu ongeveer vijftig nanometer in diameter zijn, tot minder dan tien nanometer. “Dat zou optimaal zijn, " volgens Zarschler. "Dan zouden ze maar kort in het menselijk lichaam blijven - net lang genoeg om de tumor op te sporen."