Onderzoekers van de Universiteit van Illinois sturen kleine met medicijnen beladen nanodeeltjes op een missie om kankerstamcellen te zoeken en te vernietigen. de ongrijpbare en zeldzame cellen die ervoor kunnen zorgen dat kanker terugkomt, zelfs als er jaren zijn verstreken sinds de eerste tumor werd behandeld.

In een onderzoek onder leiding van Dipanjan Pan, een professor in bio-engineering uit Illinois, onderzoekers ontwierpen nanodeeltjes die specifiek binden aan een eiwit dat het oppervlak van borstkankerstamcellen markeert. In de deeltjes is het medicijn niclosamide ingekapseld - een medicijn dat over de hele wereld wordt voorgeschreven om lintworminfecties te behandelen, maar in kankerstamcellen schakelt het de belangrijkste genroutes uit die de cellen de stamachtige eigenschappen geven waardoor ze kunnen groeien en zich kunnen verspreiden.

"Het is van cruciaal belang om behandelingen toe te dienen voor reeds ontwikkelde tumoren; overleving op lange termijn en niet toestaan ​​dat het terugkomt zijn even belangrijk, " zei Pan. "We willen de cellen vernietigen die in het weefsel verborgen zijn en ervoor zorgen dat de kanker terugkomt of zich naar andere delen van het lichaam verspreidt."

Kankerstamcellen vertegenwoordigen een klein deel van de cellen in een tumor, maar er zijn er maar een of twee nodig om een ​​nieuwe tumor te zaaien, zei Pan. De uitdaging voor artsen en onderzoekers is niet alleen deze cellen te vinden, maar ze behandelen. Pan's groep creëerde nanodeeltjes die gericht zijn op een eiwit genaamd CD44, die alleen op het oppervlak van kankerstamcellen voorkomt, en testte ze op borstkankertumoren in celculturen en in levende muizen.

"Ik noem ze 'GPS-enabled nanodeeltjes, ' omdat ze alleen de cellen zoeken die kankerstamceleigenschappen hebben. Dan klikken ze op de cellen en geven het medicijn af, " zei Pan, ook een faculteitslid van het Carle Illinois College of Medicine en het Beckman Institute for Advanced Science and Technology. "Voor zover wij weten, dit is de eerste demonstratie van het leveren van kankerstamcelgerichte therapie met een nanodeeltje."

De onderzoekers gebruikten de nanodeeltjes om niclosamide af te leveren, die op de lijst van essentiële geneesmiddelen van de Wereldgezondheidsorganisatie staat, een index van de veiligste en meest effectieve medicijnen ter wereld. Pan's groep ontdekte eerder dat niclosamide werkt op een bepaalde genregulatieroute in kankerstamcellen.

In de nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Moleculaire kankertherapieën , de kankerstamcellen verloren hun stamachtige eigenschappen na behandeling met de niclosamide-dragende gerichte nanodeeltjes, waardoor ze minder goed in staat zijn de kanker terug te laten keren of uit te zaaien. De onderzoekers zagen ook een significante afname van de totale groei van kankercellen, zowel in de celculturen als in de muizen.

Door een reeds goedgekeurd medicijn en gemakkelijk te vervaardigen nanodeeltjes te gebruiken, Pan hoopt dat dit systeem een ​​toegankelijke en kostenefficiënte behandeling kan worden om herhaling van kanker bij patiënten te voorkomen

"We hebben met opzet een extreem goedkoop medicijn gebruikt. Het is generiek en we kunnen het op grote schaal in massa produceren, Pan zei. "De nanodeeltjes zijn een polymeer dat we op grote schaal kunnen maken - het is zeer gedefinieerd en consistent, zodat we precies weten wat we leveren. De rest van het proces is gewoon zelfmontage."

"Dit werk is ook belangrijk voor toekomstige onderzoekers die werkzaam zijn op het gebied van kankerstamcellen, " zei postdoctoraal onderzoeker Santosh Misra, de eerste auteur van de studie. "We hebben de eiwitten en genen beschreven en bevestigd die verantwoordelijk zijn voor vitale processen in deze cellen, en dat opent nieuwe wegen om betere therapieën te maken."

De onderzoekers werken aan een combinatietherapie die medicijnen kan leveren voor de primaire kanker, zoals traditionele chemotherapieën, evenals gerichte middelen die kankerstamcellen kunnen behandelen. Ze testen ook het medicijnafgiftesysteem van nanodeeltjes in grote diermodellen om het een stap dichter bij de kliniek te brengen.