Een onderzoeksteam van de Mayo Clinic heeft een nieuw type kankerbestrijdende nanodeeltjes ontwikkeld die gericht zijn op het verkleinen van borstkankertumoren, terwijl ook herhaling van de ziekte wordt voorkomen. In de studie, vandaag gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie , muizen die een injectie met het nanodeeltje kregen, vertoonden een vermindering van 70 tot 80 procent in tumorgrootte. Het meest significant, muizen die met deze nanodeeltjes werden behandeld, vertoonden resistentie tegen toekomstige tumorrecidief, zelfs wanneer ze een maand later worden blootgesteld aan kankercellen.

De resultaten laten zien dat het nieuw ontworpen nanodeeltje krachtige anti-tumor immuunresponsen op HER2-positieve borstkankers produceerde. Het is bekend dat borstkankers met hogere niveaus van HER2-eiwit agressief groeien en zich sneller verspreiden dan die zonder de mutatie.

"In deze proof-of-concept-studie, we waren stomverbaasd toen we ontdekten dat de dieren die met deze nanodeeltjes werden behandeld een blijvend antikankereffect vertoonden, " zegt Betty YS Kim, MD, doctoraat, hoofdonderzoeker, en een neurochirurg en neurowetenschapper die gespecialiseerd is in hersentumoren op de campus van de Mayo Clinic in Florida. "In tegenstelling tot bestaande immuuntherapieën voor kanker die zich slechts op een deel van het immuunsysteem richten, onze op maat ontworpen nanomaterialen betrekken actief het hele immuunsysteem om kankercellen te doden, het lichaam ertoe aanzetten zijn eigen geheugensysteem te creëren om herhaling van de tumor te minimaliseren. Deze nanomedicijnen kunnen worden uitgebreid om verschillende soorten kanker en andere menselijke ziekten aan te pakken, inclusief neurovasculaire en neurodegeneratieve aandoeningen."

Het team van Dr. Kim ontwikkelde het nanodeeltje, die ze "Multivalent Bi-specific Nano-Bioconjugate Engager, " een gepatenteerde technologie met Mayo Clinic Ventures, een commercialiseringsafdeling van Mayo Clinic. Het is bedekt met antilichamen die zich richten op de HER2-receptor, een veelvoorkomend molecuul dat voorkomt bij 40 procent van de borstkankers. Het is ook bedekt met moleculen die twee verschillende facetten van het immuunsysteem van het lichaam aangrijpen. Het nanodeeltje scherpt de tumor aan door HER2 te herkennen en helpt vervolgens de immuuncellen de tumorcellen te identificeren om ze aan te vallen.

De moleculen die aan het nanodeeltje zijn bevestigd, stimuleren de niet-specifieke, opruimcellen (bekend als macrofagen en fagocyten) in het immuunsysteem die elk vreemd materiaal opslokken en vernietigen. Het ontwerp van het nanodeeltje zorgt ervoor dat deze cellen in overvloed verschijnen en abnormale kankercellen opruimen. Deze opruimcellen geven vervolgens informatie over de kankercellen door aan zeer gespecialiseerde T-cellen in het immuunsysteem die de resterende kankercellen helpen uitroeien. terwijl het geheugen van deze cellen behouden blijft om herhaling van kanker te voorkomen. Het is de oprichting van een ziektebestrijdend geheugen in de cellen waardoor het nanodeeltje lijkt op een kankervaccin. uiteindelijk, de lichaamseigen cellen worden in staat om terugkerende tumoren te herkennen en te vernietigen.

Sinds eind jaren negentig is het gebied van nanogeneeskunde heeft zich gericht op het ontwikkelen van nanodeeltjes als eenvoudige vehikels voor medicijnafgifte die chemotherapiemedicijnen naar tumoren kunnen stuwen. Een valkuil is dat het lichaam de neiging heeft om de deeltjes te zuiveren voordat ze hun bestemming bereiken.

"Onze studie vertegenwoordigt een nieuw concept voor het ontwerpen van nanogeneeskunde die actief kan interageren met de immuuncellen in ons lichaam en hun functies moduleren om menselijke ziekten te behandelen, " zegt Dr. Kim. "Het bouwt voort op recente ontwikkelingen op het gebied van kankerimmunotherapie, die succesvol zijn geweest bij de behandeling van sommige soorten tumoren; echter, de meeste immunotherapie die tot nu toe is ontwikkeld, maakt niet gebruik van de kracht van het hele immuunsysteem. We hebben een nieuw platform ontwikkeld dat tumorcellen bereikt en ook overvloedige opruimcellen rekruteert voor een volledig krachtige immuunrespons."

Toekomstige studies in het laboratorium zullen het vermogen van het nanodeeltje onderzoeken om langdurige herhaling van tumoren te voorkomen, inclusief metastasen op plaatsen ver van de primaire tumor. Bovendien, het nanodeeltje is ontworpen om modulair te zijn, wat betekent dat het moleculen kan dragen om andere soorten ziekten te bestrijden. "Deze aanpak zal hopelijk nieuwe deuren openen in het ontwerp van nieuwe op nanomedicine gebaseerde immunotherapieën, " ze zegt.