Duik in de wereld van de extreem kleine, onderzoekers onderzoeken hoe biologisch afbreekbare nanodeeltjes precies medicijnen tegen kanker kunnen leveren om neuroblastoom aan te vallen, een vaak dodelijke kinderkanker.

Door experts in kinderoncologie samen te brengen met experts in nanotechnologie, onderzoekers van The Children's Hospital of Philadelphia streven ernaar om de naald te gebruiken voor het afleveren van effectieve doses kankerdodende middelen terwijl toxiciteit in gezonde weefsels wordt vermeden. Het nieuwe onderzoek van het team toont aan dat deze benadering de tumorgroei remt en de overleving in diermodellen aanzienlijk verlengt.

"Deze nanodeeltjes stellen ons in staat om meer 'waar voor je geld' te krijgen - grotere werkzaamheid bij lagere totale doses, " zei Garrett M. Brodeur, MD, een kinderoncoloog en expert in neuroblastoom in The Children's Hospital of Philadelphia (CHOP). "De nanodeeltjes zijn ontworpen om langzaam een ​​medicijn aan de tumor af te geven, waar het zich vermenigvuldigende kankercellen doodt, met een lagere toxiciteit voor de systemische circulatie."

De groep van Brodeur werkte samen met een groep CHOP-nanotechnologieonderzoekers onder leiding van Michael Chorny, doctoraat, in een studie die op 1 mei in druk wordt gepubliceerd Kankerbrieven .

Chorny, beurtelings, leidde een studie die zal worden gepubliceerd in het meinummer van Biomaterialen , in samenwerking met de groep van Brodeur en met Robert Levy, MD, en Ivan Alferiev, doctoraat, beide leden met Chorny van een cardiologische onderzoeksgroep bij CHOP. Dat artikel beschreef hoe het team de speciaal samengestelde nanodeeltjes heeft ontwikkeld.

Deze aanpak, legde Brodeur uit, maakt gebruik van een kwetsbaarheid van tumoren - het EPR-effect genoemd, voor verbeterde doorlaatbaarheid en retentie. "Tumorbloedvaten zijn meer lekkend en ongeorganiseerd dan bloedvaten in normaal weefsel. In gezond weefsel zijn er nauwe verbindingen in bloedvaten, " zei hij. "Maar tumoren hebben die nauwe kruispunten niet en hebben een inefficiënte circulatie, dus de nanodeeltjes die we afleveren omzeilen gezonde weefsels, maar hopen zich op in tumoren waar ze de antikankermiddelen vrijgeven."

Neuroblastoom is een solide tumor van het perifere zenuwstelsel, komt vaak voor in de buik of borst van een kind. De meest voorkomende kanker bij zuigelingen, neuroblastoom is verantwoordelijk voor een onevenredig groot deel van de sterfgevallen door kanker bij kinderen, met genezingspercentages die achterblijven bij die voor de meeste andere pediatrische kankers.

"In de kinderoncologie we hebben grotendeels vertrouwd op medicijnen die 30 tot 40 jaar geleden zijn ontwikkeld, "zei Brodeur. "Hoewel deze de algehele genezingspercentages in die periode aanzienlijk hebben verbeterd van 20 procent naar 80 procent, we hebben nog steeds betere medicijnen en meer gerichte benaderingen nodig voor de meest hardnekkige vormen van kanker bij kinderen, waaronder risicovolle vormen van neuroblastoom.'

Broer, Chorny en collega's gebruikten hun nanodeeltjesformuleringen om een ​​voorloper van SN38 te leveren, de actieve vorm van irinotecan, een conventioneel middel tegen kanker dat de afgelopen 20 jaar wordt gebruikt tegen recidiverend neuroblastoom. Bij laboratoriummuizen, het onderzoeksteam vergeleek de resultaten verkregen met de nanodeeltjes-ingekapselde SN38 met die met een vergelijkbare dosis irinotecan.

De geïnjecteerde nanodeeltjes leverden SN38 aan de tumor in hoeveelheden die 100 keer hoger waren dan irinotecan, met aanhoudende aanwezigheid van geneesmiddelen gedurende ten minste 72 uur, en geen bewijs van toxiciteit bij de muizen. In aanvulling, de meeste muizen overleefden tumorvrij gedurende meer dan 6 maanden na de levering van nanodeeltjes, overwegende dat bij alle muizen die met irinotecan werden behandeld, de tumor terugkeerde kort nadat de behandeling was gestopt, en ze stierven allemaal kort daarna.

De nanodeeltjes in het onderzoek zijn ultraklein, met een diameter van minder dan 100 nanometer (een nanometer is een miljoenste van een millimeter, veel kleiner dan rode bloedcellen). "We passen de grootte van de nanodeeltjes zorgvuldig aan om een ​​'sweet spot' te vinden:klein genoeg om een ​​tumor binnen te dringen, en groot genoeg om een ​​therapeutische lading te dragen, " zei Chorny. "We kunnen ook hun samenstelling aanpassen om het actieve molecuul in een polymeer opgesloten te houden totdat nanodeeltjes de beoogde tumor bereiken, en pas de timing van de afbraak van het polymeer aan om gecontroleerde afgifte van SN38 mogelijk te maken over een tijdschaal die de beste therapeutische effecten biedt."

Brodeur streeft ernaar deze preklinische resultaten binnen het komende jaar te vertalen naar proeven bij mensen. "We zien gerichte levering via nanodeeltjes als een vierde tak van gerichte kankertherapie, " zei hij. Brodeur voegde eraan toe dat als de levering van nanodeeltjes zijn waarde bewijst in klinische onderzoeken, het kan aansluiten bij drie andere moleculair gerichte innovaties in de behandeling van kinderkanker die al beschikbaar zijn bij CHOP:immunotherapie met behulp van biotechnologische T-cellen, radioactieve isotopen die zich bij voorkeur binden aan kankercellen, en kinaseremmers die abnormale signalering onderbreken die wordt veroorzaakt door kankerverwekkende mutaties.

Sommige nanodeeltjes worden al gebruikt om kanker bij volwassenen te behandelen, maar als de huidige techniek klinisch succes behaalt bij neuroblastoom, het zou het arsenaal aan benaderingen dat momenteel beschikbaar is voor de behandeling van kinderkanker aanzienlijk versterken. Het biedt mogelijkheden voor bredere toepassingen, ook, om andere geneesmiddelen toe te dienen en om andere vormen van kanker te behandelen die momenteel met irinotecan worden behandeld, en misschien zelfs degenen die momenteel als resistent tegen dit medicijn worden beschouwd.