Vroeg kunnen detecteren of een kankertherapie werkt voor een patiënt kan het verloop van de behandeling beïnvloeden en de resultaten en kwaliteit van leven verbeteren. Echter, conventionele detectiemethoden, zoals PET-scans, CT en MRI - kunnen meestal niet detecteren of een tumor krimpt totdat een patiënt meerdere therapiecycli heeft ondergaan.

Een nieuwe techniek ontwikkeld in preklinische modellen door onderzoekers van Brigham and Women's Hospital (BWH) biedt een nieuwe benadering en een uitlezing van de effectiviteit van chemotherapie in slechts acht uur na de behandeling. De technologie kan ook worden gebruikt voor het monitoren van de effectiviteit van immunotherapie. Met behulp van een nanodeeltje dat een medicijn afgeeft en vervolgens groen fluoresceert wanneer kankercellen beginnen te sterven, onderzoekers konden veel eerder dan de momenteel beschikbare klinische methoden visualiseren of een tumor resistent of vatbaar is voor een bepaalde behandeling.

De bevindingen van het team worden deze week online gepubliceerd in The Proceedings van de National Academy of Sciences .

"Door deze aanpak te gebruiken, de cellen lichten op op het moment dat een kankermedicijn begint te werken. We kunnen binnen enkele uren na de behandeling bepalen of een kankertherapie effectief is, " zei co-corresponderende auteur Shiladitya Sengupta, doctoraat, een hoofdonderzoeker in de afdeling Bioengineering van BWH. "Ons langetermijndoel is om een ​​manier te vinden om de resultaten heel vroeg te controleren, zodat we geen chemotherapiemedicijn geven aan patiënten die er niet op reageren."

De nieuwe techniek maakt gebruik van het feit dat wanneer cellen sterven, een bepaald enzym dat bekend staat als caspase wordt geactiveerd. De onderzoekers ontwierpen een 'reporterelement' dat, wanneer in aanwezigheid van geactiveerd caspase, gloeit groen. Het team testte vervolgens of ze de reporter-nanodeeltjes konden gebruiken om onderscheid te maken tussen geneesmiddelgevoelige en geneesmiddelresistente tumoren. Met behulp van nanodeeltjes geladen met geneesmiddelen tegen kanker, het team testte een algemeen chemotherapeutisch middel, paclitaxel, in een preklinisch model van prostaatkanker en, afzonderlijk, een immunotherapie die zich richt op PD-L 1 in een preklinisch model van melanoom. In de tumoren die gevoelig waren voor paclitaxel, het team zag een toename van ongeveer 400 procent in fluorescentie in vergelijking met tumoren die niet gevoelig waren voor het medicijn. Het team zag ook een significante toename van het fluorescentiesignaal in tumoren die na vijf dagen werden behandeld met de anti-PD-L1-nanodeeltjes.

"We hebben aangetoond dat deze techniek ons ​​kan helpen de respons van tumoren op beide soorten medicijnen direct te visualiseren en te meten, " zei co-corresponderende auteur Ashish Kulkarni, een instructeur in de afdeling Biomedische Technologie bij BWH. "De huidige technieken, die afhankelijk zijn van metingen van de grootte of metabolische toestand van de tumor, zijn soms niet in staat om de effectiviteit van een immunotherapeutisch middel te detecteren, omdat het volume van de tumor zelfs kan toenemen als immuuncellen beginnen binnen te stromen om de tumor aan te vallen. Verslaggever nanodeeltjes, echter, kan ons een nauwkeurige uitlezing geven van het al dan niet sterven van kankercellen."

Onderzoekers zijn nu van plan zich te concentreren op het ontwerp van radiotracers die bij mensen kunnen worden gebruikt, en testen van zowel veiligheid als werkzaamheid zullen nodig zijn voordat de huidige techniek kan worden vertaald in klinische toepassingen. Sengupta, Kulkarni en hun collega's werken actief aan deze stappen om het doel van het laboratorium om het beheer en de behandeling van kanker met behulp van nanotechnologie te verbeteren, te bevorderen.