Kankercellen zijn gedood in laboratoriumexperimenten en tumorgroei verminderd bij muizen, een nieuwe aanpak gebruiken die een nanodeeltje verandert in een 'Trojaans paard' dat ervoor zorgt dat kankercellen zichzelf vernietigen, een onderzoeksteam aan de Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) heeft gevonden.

De onderzoekers creëerden hun 'Trojaanse paard'-nanodeeltje door het te coaten met een specifiek aminozuur - L-fenylalanine - waarop kankercellen vertrouwen, samen met andere soortgelijke aminozuren, om te overleven en te groeien. L-fenylalanine staat bekend als een 'essentieel' aminozuur omdat het niet door het lichaam kan worden gemaakt en uit voedsel moet worden opgenomen, meestal van vlees en zuivelproducten.

Studies van andere onderzoeksteams hebben aangetoond dat de groei van kankertumoren kan worden vertraagd of voorkomen door kankercellen van aminozuren te 'uithongeren'. Wetenschappers geloven dat het beroven van kankercellen van aminozuren, bijvoorbeeld door te vasten of door speciale diëten zonder eiwit, mogelijk levensvatbare manieren zijn om kanker te behandelen.

Echter, dergelijke strikte dieetregimes zouden niet voor alle patiënten geschikt zijn, inclusief mensen met een risico op ondervoeding of mensen met cachexie - een aandoening die voortkomt uit een chronische ziekte die extreem gewichts- en spierverlies veroorzaakt. Verder, naleving van de regimes zou voor veel patiënten een grote uitdaging zijn.

Proberen de aminozuurafhankelijkheid van kankercellen te benutten, maar de uitdagingen van strikte voedingsregimes vermijden, de NTU-onderzoekers bedachten een nieuwe alternatieve aanpak.

Ze namen een silica-nanodeeltje dat door de Amerikaanse Food and Drug Administration werd aangemerkt als 'algemeen erkend als veilig' en bedekten het met L-fenylalanine, en ontdekte dat het in laboratoriumtests met muizen kankercellen effectief en zeer specifiek doodde, door ze zichzelf te laten vernietigen.

Het therapeutische nanodeeltje tegen kanker is ultraklein, met een diameter van 30 nanometer, of ongeveer 30, 000 keer kleiner dan een lok mensenhaar, en heet "Nanoscopische fenylalanine Porous Amino Acid Mimic", of Nano-pPAAM,

Hun bevindingen, onlangs gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Klein , kan veelbelovend zijn voor toekomstig ontwerp van nanotherapieën, aldus het onderzoeksteam.

Universitair docent Dalton Tay van de School of Materials Science and Engineering, hoofdauteur van de studie, zei:"Tegen de conventionele wijsheid in, onze aanpak omvatte het gebruik van het nanomateriaal als medicijn in plaats van als medicijndrager. Hier, de kankerselectieve en dodende eigenschappen van Nano-pPAAM zijn intrinsiek en hoeven niet te worden 'geactiveerd' door externe stimuli. Het aminozuur L-fenylalanine fungeert als een 'trojaans paard' - een mantel om het nanotherapeuticum aan de binnenkant te maskeren."

"Door de medicijncomponent te verwijderen, we hebben de formulering van nanomedicijnen effectief vereenvoudigd en kunnen de talrijke technologische hindernissen overwinnen die de vertaling van de bank naar het bed van op geneesmiddelen gebaseerde nanogeneeskunde belemmeren."

Intrinsieke anti-kanker therapeutische eigenschappen van Nano-pPAAM

Als proof-of-concept, de wetenschappers testten de werkzaamheid van Nano-pPAAM in het laboratorium en bij muizen en ontdekten dat het nanodeeltje ongeveer 80 procent van de borst doodde, huid, en maagkankercellen, wat vergelijkbaar is met conventionele chemotherapeutische geneesmiddelen zoals cisplatine. Tumorgroei bij muizen met menselijke triple-negatieve borstkankercellen was ook significant verminderd in vergelijking met controlemodellen.

Verder onderzoek toonde aan dat de aminozuurcoating van Nano-pPAAM het nanodeeltje hielp om de kankercellen binnen te gaan via de aminozuurtransportcel LAT1. Eenmaal in de kankercellen, Nano-pPAAM stimuleert overmatige productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) - een soort reactief molecuul in het lichaam - waardoor kankercellen zichzelf vernietigen terwijl ze onschadelijk blijven voor de gezonde cellen.

Co-auteur universitair hoofddocent Tan Nguan Soon van NTU's Lee Kong Chian School of Medicine zei:"Met de huidige medicamenteuze behandeling met chemotherapie, een veelvoorkomend probleem is dat terugkerende kanker resistent wordt tegen het medicijn. Onze strategie omvat niet het gebruik van farmacologische medicijnen, maar vertrouwt op de unieke eigenschappen van de nanodeeltjes om een ​​catastrofaal niveau van reactieve zuurstofsoorten (ROS) vrij te geven om kankercellen te doden."

Een onafhankelijke kijk geven, Universitair hoofddocent Tan Ern Yu, een borstkankerspecialist in het Tan Tock Seng Hospital zei:"Deze nieuwe benadering kan veelbelovend zijn voor kankercellen die niet hebben gereageerd op conventionele behandelingen zoals chemotherapie. Dergelijke kankers hebben vaak resistentiemechanismen ontwikkeld tegen de geneesmiddelen die momenteel worden gebruikt, waardoor ze ineffectief zijn. Echter, de kankercellen kunnen mogelijk nog steeds vatbaar zijn voor de 'Trojaanse paard'-benadering, omdat het via een heel ander mechanisme werkt - een mechanisme waaraan de cellen zich niet hebben aangepast."

De wetenschappers zijn nu op zoek naar een verdere verfijning van het ontwerp en de chemie van de Nano-pPAAM om het nauwkeuriger te maken bij het richten op specifieke kankertypes en een hogere therapeutische werkzaamheid te bereiken.

Dit omvat het combineren van hun methode met andere therapieën, zoals immunotherapie, waarbij het immuunsysteem van het lichaam wordt gebruikt om kanker te bestrijden.