Wetenschappers hebben een nieuwe benadering gerapporteerd voor de behandeling van longkanker met geïnhaleerde nanodeeltjes, ontwikkeld aan de Wake Forest School of Medicine, onderdeel van Wake Forest Baptist Health.

In deze proof-of-conceptstudie Dawen Zhao, MD, doctoraat, universitair hoofddocent biomedische technologie aan de Wake Forest School of Medicine, gebruikte een muismodel om te bepalen of uitgezaaide longtumoren reageerden op een inhaleerbaar nanodeeltjes-immunotherapiesysteem in combinatie met de bestralingstherapie die vaak wordt gebruikt om longkanker te behandelen.

De studie is gepubliceerd in het huidige nummer van Natuurcommunicatie .

Longkanker is de op één na meest voorkomende vorm van kanker en de belangrijkste doodsoorzaak door kanker bij zowel mannen als vrouwen. Er sterven meer mensen aan longkanker dan aan dikke darm, borst- en prostaatkanker gecombineerd. Hoewel immunotherapie veelbelovend is, het werkt momenteel bij minder dan 20% van de patiënten met longkanker.

Significant klinisch bewijs suggereert dat op het moment van diagnose de tumoren van de meeste patiënten slecht zijn geïnfiltreerd door immuuncellen. Deze "koude" immuunomgeving in tumoren voorkomt dat het immuunsysteem van het lichaam de tumorcellen herkent en uitschakelt.

Het overwinnen van deze immunosuppressieve tumoromgeving om de kanker efficiënt aan te vallen, is momenteel een gebied van groot belang in de wetenschappelijke gemeenschap, zei Zhao.

Eerdere benaderingen hadden betrekking op directe injectie van immunomodulatoren in tumoren om hun immuunrespons te versterken. Echter, deze benadering is over het algemeen beperkt tot oppervlakkige en gemakkelijk toegankelijke tumoren, en kan minder effectief worden als herhaalde injecties nodig zijn om de immuunrespons in stand te houden.

"Het doel van ons onderzoek was om een ​​nieuw middel te ontwikkelen om koude tumoren om te zetten in hete, immuunresponsieve tumoren, "Zei Zhao. "We wilden dat het niet-invasief zou zijn zonder naaldinjectie, in staat om toegang te krijgen tot meerdere longtumoren tegelijk, en veilig zijn voor herhaald gebruik. We hoopten dat deze nieuwe aanpak het immuunsysteem van het lichaam zou stimuleren om longkanker effectiever te bestrijden."

Het nanodeeltjes-immunotherapiesysteem dat Zhao en zijn team ontwikkelden, leverde via inhalatie immunostimulantia af aan een muismodel van uitgezaaide longkanker. Het met immunostimulant beladen nanodeeltje dat, wanneer afgezet in de longluchtzakken, werden opgenomen door één specifiek type immuuncellen, antigeenpresenterende cellen (APC) genoemd.

De immunostimulant, cGAMP, in het nanodeeltje werd vervolgens in de cel vrijgegeven, waarbij stimulatie van een bepaalde immuunroute (STING) de APC-cel activeerde, wat een cruciale stap is om een ​​systemische immuunrespons te induceren.

Het team toonde ook aan dat het combineren van de inademing van nanodeeltjes met straling toegepast op een deel van een long leidde tot regressie van tumoren in beide longen en verlengde overleving van de muizen. In aanvulling, het team meldde dat het bij sommige muizen longtumoren volledig heeft geëlimineerd.

Door middel van mechanistische studies bevestigde het team vervolgens dat het inhalatiesysteem die aanvankelijk koude tumoren in beide longen omzet in hete tumoren die gunstig zijn voor robuuste immuniteit tegen kanker.

Zhao's inhaleerbare immunotherapie biedt verschillende belangrijke voordelen ten opzichte van eerdere methoden, vooral het vermogen om toegang te krijgen tot diepgewortelde longtumoren omdat de nanodeeltjesdragende aerosol is ontworpen om alle delen van de long te bereiken, en de haalbaarheid van herhaalde behandeling door gebruik te maken van een niet-irriterende aerosolformulering.

De behandeling bleek goed te worden verdragen en veilig te zijn zonder nadelige immuungerelateerde stress bij de muizen te veroorzaken.

Onderzoekers van de Wake Forest School of Medicine hebben een voorlopige octrooiaanvraag ingediend voor het inhaleerbare nanodeeltjes-immunotherapiesysteem.