Een team van onderzoekers van het Houston Methodist Research Institute heeft mogelijk de behandeling van uitgezaaide triple-negatieve borstkanker getransformeerd door het eerste medicijn te creëren dat met succes longmetastasen bij muizen elimineert. Deze baanbrekende studie verschijnt vandaag in Natuur Biotechnologie .

De meeste sterfgevallen door kanker zijn te wijten aan metastasen in de longen en de lever, toch is er geen remedie. Bestaande geneesmiddelen tegen kanker bieden een beperkt voordeel vanwege hun onvermogen om biologische barrières in het lichaam te overwinnen en de kankercellen in voldoende concentraties te bereiken. Houston Methodist nanotechnologie en kankeronderzoekers hebben dit probleem opgelost door een medicijn te ontwikkelen dat nanodeeltjes genereert in de longmetastasen bij muizen.

In dit onderzoek, 50 procent van de muizen die met het medicijn werden behandeld, had na acht maanden geen spoor van uitgezaaide ziekte. Dat komt overeen met ongeveer 24 jaar overleving op lange termijn na gemetastaseerde ziekte voor mensen.

Door de eigen afweermechanismen van het lichaam, de meeste kankermedicijnen worden opgenomen in gezond weefsel en veroorzaken negatieve bijwerkingen, en slechts een fractie van het toegediende medicijn bereikt de tumor, waardoor het minder effectief is, zei Mauro Ferrari, doctoraat, president en CEO van het Houston Methodist Research Institute. Deze nieuwe behandelingsstrategie maakt sequentiële passage van de biologische barrières mogelijk om het dodelijke middel naar het hart van de kanker te transporteren. Het actieve medicijn wordt alleen afgegeven in de kern van de gemetastaseerde ziektecel, het vermijden van het multidrug-resistentiemechanisme van de kankercellen. Deze strategie doodt de tumor effectief en biedt een significant therapeutisch voordeel bij alle muizen, inclusief overleving op lange termijn bij de helft van de dieren.

Deze bevinding komt 20 jaar nadat Ferrari zijn werk in de nanogeneeskunde begon. Ferrari en Haifa Shen, MD, doctoraat, zijn co-senior auteurs op het papier, die de werking van de injecteerbare nanodeeltjesgenerator (iNPG) beschrijft, en hoe een complexe methode voor het transporteren van een nanoversie van een standaard chemotherapie-medicijn leidde tot nooit eerder geziene resultaten in muizenmodellen met triple-negatieve borstkanker die was uitgezaaid naar de longen.

"Dit klinkt misschien als sciencefiction, alsof we de Death Star zijn binnengedrongen en vernietigd, maar wat we ontdekten is transformationeel. We hebben een methode uitgevonden die de nanodeeltjes in de kanker maakt en de medicijndeeltjes vrijgeeft op de plaats van de celkern. Met deze injecteerbare nanodeeltjesgenerator, we waren in staat om te doen welke standaard chemotherapiemedicijnen, vaccins, straling, en andere nanodeeltjes hebben allemaal gefaald, ' zei Ferrari.

Houston Methodist heeft goede productiepraktijken (GMP) voor dit medicijn ontwikkeld en is van plan het onderzoek te versnellen om FDA-goedkeuring te verkrijgen en veiligheids- en werkzaamheidsonderzoeken bij mensen in 2017 te starten.

"Ik zou nooit te veel willen beloven aan de duizenden kankerpatiënten die op zoek zijn naar genezing, maar de gegevens zijn verbazingwekkend, " zei Ferrari, senior associate dean en hoogleraar geneeskunde, Weill Cornell Geneeskunde. "We hebben het over het veranderen van het landschap van het genezen van gemetastaseerde ziekten, dus het is niet langer een doodvonnis."

Het Houston Methodist-team gebruikte doxorubicine, een kankertherapie die al tientallen jaren wordt gebruikt, maar nadelige bijwerkingen heeft voor het hart en geen effectieve behandeling is tegen gemetastaseerde ziekte. In dit onderzoek, doxorubicine was verpakt in de injecteerbare nanodeeltjesgenerator die uit vele componenten bestaat.

Shen, een senior lid van de afdeling nanogeneeskunde van het Houston Methodist Research Institute, legt uit dat elk onderdeel een specifieke en essentiële rol speelt in het medicijnafgifteproces. De eerste component is het nanoporeuze siliciummateriaal dat van nature in het lichaam afbreekt. De tweede component is een polymeer dat bestaat uit meerdere strengen die doxorubicine bevatten. Eenmaal in de tumor, het siliciummateriaal degradeert, het loslaten van de strengen. Door natuurlijke thermodynamische krachten, deze strengen krullen op en vormen nanodeeltjes die door de kankercellen worden opgenomen. Eenmaal in de kankercellen, de zure pH dichtbij de kern zorgt ervoor dat het medicijn vrijkomt uit de nanodeeltjes. Binnen de kern, het actieve medicijn werkt om de cel te doden.

"Als dit onderzoek bij mensen uitkomt en we zien zelfs maar een fractie van deze overlevingstijd, we hebben het nog steeds over het drastisch verlengen van het leven voor vele jaren. Dat is in wezen een genezing bieden in een patiëntenpopulatie waarvan nu wordt verteld dat die er niet is, " zei Ferrari, die de Ernest Cockrell Jr. Presidential Distinguished Chair bekleedt en wordt beschouwd als een van de grondleggers van nanogeneeskunde en oncofysica (fysica van massatransport binnen een kankerlaesie).

Het Houston Methodist-team heeft goede hoop dat dit nieuwe medicijn kankerartsen kan helpen bij het genezen van longmetastasen van andere oorsprong, en mogelijk ook primaire longkankers.