Onderzoekers van ETH Zürich hebben onlangs aangetoond dat platina-nanodeeltjes kunnen worden gebruikt om leverkankercellen te doden met een grotere selectiviteit dan bestaande kankermedicijnen.

In recente jaren, het aantal gerichte kankermedicijnen is blijven stijgen. Echter, conventionele chemotherapeutische middelen spelen nog steeds een belangrijke rol bij de behandeling van kanker. Deze omvatten op platina gebaseerde cytotoxische middelen die kankercellen aanvallen en doden. Maar deze middelen beschadigen ook gezond weefsel en veroorzaken ernstige bijwerkingen. Onderzoekers van ETH Zürich hebben nu een aanpak geïdentificeerd die een meer selectieve kankerbehandeling met dit soort medicijnen mogelijk maakt.

Platina kan cytotoxisch zijn wanneer het wordt geoxideerd tot platina (II) en komt in deze vorm voor in conventionele op platina gebaseerde chemotherapeutica. Niet-geoxideerd platina(0), echter, is veel minder toxisch voor cellen. Op basis van deze kennis, een team onder leiding van Helma Wennemers, Professor aan het Laboratorium voor Organische Chemie, en Michal Shoshan, een postdoc in haar groep, zocht naar een manier om platina(0) in de doelcellen te introduceren, en alleen dan om het te oxideren tot platina (II). Hiertoe, ze gebruikten niet-geoxideerde platina nanodeeltjes, die eerst met een peptide gestabiliseerd moest worden. Ze screenden een bibliotheek met duizenden peptiden om een ​​peptide te identificeren dat geschikt is voor het produceren van platina-nanodeeltjes (2,5 nanometer in diameter) die jarenlang stabiel zijn.

Geoxideerd in de cel

Testen met kankercelculturen lieten zien dat de platina(0) nanodeeltjes de cellen binnendringen. Eenmaal in de specifieke omgeving van leverkankercellen, ze worden geoxideerd, waardoor het cytotoxische effect van platina (II) wordt veroorzaakt.

Studies met tien verschillende soorten menselijke cellen toonden ook aan dat de toxiciteit van de met peptide beklede nanodeeltjes zeer selectief was voor leverkankercellen. Ze hebben hetzelfde toxische effect als sorafenib, het meest voorkomende medicijn dat tegenwoordig wordt gebruikt om primaire levertumoren te behandelen. Echter, de nanodeeltjes zijn selectiever dan sorafenib en significant meer dan het bekende chemotherapeutische cisplatine. Het is daarom denkbaar dat de nanodeeltjes minder bijwerkingen zullen hebben dan conventionele medicatie.

Door de krachten te bundelen met ETH-hoogleraar Detlef Günther en zijn onderzoeksgroep, Wennemers en haar team konden het platinagehalte in de cellen en hun kernen bepalen met behulp van speciale massaspectrometrie. Ze concludeerden dat het platinagehalte in de kernen van leverkankercellen significant hoger was dan, bijvoorbeeld, in colorectale kankercellen. De auteurs zijn van mening dat de platina(II)-ionen – geproduceerd door oxidatie van de platina-nanodeeltjes in de leverkankercellen – de kern binnendringen, en geven daar hun giftigheid vrij.

"We zijn nog een lange en onzekere weg verwijderd van een nieuw medicijn, maar het onderzoek introduceerde een nieuwe benadering om de selectiviteit van geneesmiddelen voor bepaalde soorten kanker te verbeteren - door gebruik te maken van een selectief activeringsproces dat specifiek is voor een bepaald celtype, ", zegt Wennemers. Toekomstig onderzoek zal de chemische eigenschappen van de nanodeeltjes uitbreiden om meer controle over hun biologische effecten mogelijk te maken.