Een uniek nanodeeltje voor een gelokaliseerde kankerbehandeling remt tumorgroei bij muizen, volgens een team van onderzoekers van Penn State.

De nanodeeltjes, ontwikkeld door Daniel Hayes, universitair hoofddocent biomedische technologie, hebben een specifieke chemie waardoor een microRNA (miRNA) eraan kan hechten. Een miRNA is een molecuul dat, wanneer het wordt gekoppeld aan een boodschapper-RNA (mRNA), verhindert dat het werkt. In dit geval, het verbiedt het mRNA in een kankercel om eiwitten aan te maken, die essentieel zijn voor die kankercel om te overleven.

In hun studie hebben de onderzoekers leverden nanodeeltjes aan de kankercellen van muizen via een infuus. Zodra de nanodeeltjes zich ophopen in het kankergebied, ze gebruikten een specifieke golflengte van licht om het miRNA van de nanodeeltjes te scheiden. Het miRNA paren dan met een mRNA in de kankercel, waardoor het mRNA stopt met het maken van eiwitten. Eventueel, de kankercel sterft.

Hun artikel verscheen op 22 juni in het tijdschrift Biomaterialen .

"Deze leveringsmethode geeft u temporele en ruimtelijke specificiteit, " zei Adam Glick, hoogleraar moleculaire toxicologie en carcinogenese. "In plaats van systemische levering van een miRNA en de bijbehorende bijwerkingen, je bent in staat om het miRNA op een bepaald moment aan een specifiek weefselgebied af te leveren door het aan licht bloot te stellen."

Hayes zei dat temporele en ruimtelijke specificiteit belangrijk is bij kankerbehandelingen.

"miRNA kan enorm verschillende effecten hebben in verschillende soorten weefsel, wat kan leiden tot ongewenste bijwerkingen en toxiciteit, " zei Hayes. "Het leveren en activeren van miRNA alleen op de plaats van de tumor vermindert deze bijwerkingen en kan de algehele effectiviteit van de behandeling verhogen."

Met behulp van deze methode, Yiming Liu, een afgestudeerde biomedische technologiestudent in het Hayes Laboratory, kon aantonen dat huidtumoren bij ongeveer 20 muizen die het miRNA-gekoppelde nanodeeltje kregen en aan licht werden blootgesteld, binnen 24 tot 48 uur volledig achteruitgingen en niet teruggroeiden.

Aanvullend, het specifieke miRNA dat Hayes en Glick gebruiken, is mogelijk effectiever in het doden van kankercellen dan andere vergelijkbare methoden.

"Wat hier anders aan is als een therapeutisch middel, is dat het miRNA dat we gebruiken een brede reeks genen kan reguleren en bijzonder krachtig is voor de behandeling van een heterogene ziekte zoals kanker, " zei Liu.

Dit zou kunnen betekenen dat de algehele effectiviteit van het doden van een kankercel hoger is omdat de behandeling meerdere punten in die cel aanvalt. Het kan ook leiden tot een afname van het vermogen van een kankercel om resistent te worden tegen de behandeling, omdat het miRNA kan koppelen met verschillende mRNA's in de kankercel, het diversifiëren van de manieren waarop het de cel kan stoppen met het produceren van eiwitten.

De soorten kanker die op dit type behandeling kunnen reageren, zijn onder meer kankers in de mondholte, het maagdarmstelsel of de huid - overal die via een glasvezelkabel aan licht kan worden blootgesteld.

"We willen dit graag verder ontwikkelen voor inwendige tumoren die significanter zijn qua sterfte, zoals slokdarmkanker, ' zei Glick.