Immunotherapie bij kanker probeert 'koude' tumoren om te zetten in 'hete' tumoren - de tumoren die reageren op immunotherapie - door het eigen immuunsysteem van het lichaam te wekken en in te schakelen.

Helaas, weinig mensen hebben baat bij de meest voorkomende vorm van immunotherapie, immuuncheckpointremmers genoemd, en wetenschappers zijn actief op zoek naar nieuwe en veilige moleculen, agonisten genaamd, om de immuunrespons van het lichaam te versterken. Een veelbelovend medicijn in klinische onderzoeken is de STING-agonist. STING is een eiwit dat essentieel is voor de immuunrespons tegen zowel infectie als kanker.

Bij het zoeken naar moleculen die de STING-route zouden versterken, een team van wetenschappers van de University of Michigan School of Pharmacy en het Rogel Cancer Center keek naar voedingsmetaalionen, die we opnemen uit voedsel, en zijn belangrijk voor de immuunregulatie.

Ze ontdekten dat het toevoegen van het voedingsmetaalion-mangaan aan STING-agonisten het tumorbestrijdende vermogen van STING tot 77-voudig verhoogde, vergeleken met STING-agonisten die alleen worden gebruikt, zei James Maan, de JG Searle hoogleraar Farmaceutische Wetenschappen en hoogleraar biomedische technologie.

Toen onderzoekers de mangaanionen toevoegden aan STING-agonisten, ze vormden kristallen van nanoformaat, die de cellulaire opname van STING-agonisten en STING-activering door immuuncellen aanzienlijk verhoogde. Om een ​​STING-agonist voor intraveneuze toediening te ontwikkelen, de onderzoekers bedekten deze nanokristallen met een lipidelaag (vergelijkbaar met die gevonden in mRNA COVID19-vaccins), resulterend in een nanodeeltjessysteem genaamd CMP.

De meeste STING-agonisten moeten direct in de tumor worden afgeleverd, maar dit is niet geschikt voor uitgezaaide kankers, een belangrijke doodsoorzaak. Zelfs met intratumorale injecties, conventionele STING-agonisten worden uitgedaagd door een beperkte klinische respons.

"CMP verhoogt de cellulaire opname van STING-agonisten aanzienlijk, en samen met mangaan, CMP activeert robuuste STING-activering, verandert een koude tumor in hete tumor, en elimineert kanker, inclusief diegene die volledig resistent zijn tegen immuuncheckpointremmers, de meest gebruikte kankerimmunotherapie, " zei Xiaoqi "Kevin" Sun, een afgestudeerde UM-student in de farmacie en eerste auteur op het papier.

Moon zei dat het de eerste keer is dat nanodeeltjes die STING-agonisten en metaalionen leveren, zijn ontwikkeld voor intraveneuze kankerimmunotherapie. en dit zou nieuwe deuren kunnen openen voor behandelingen van kankerimmunotherapie.

Het team toonde de tumorbestrijdende effecten van CMP in verschillende tumoren aan, inclusief coloncarcinoom, melanoma, en hoofd-halskanker.

De meeste hoofd- en nekkankers reageren niet goed op immuuncheckpointremmers. Om deze dodelijke ziekte te modelleren, het team ontwikkelde een hoofd-halskankermodel dat volledig resistent was tegen immuuncheckpointremmers, zei senior co-auteur Yu Leo Lei, U-M universitair hoofddocent tandheelkunde. Het model, genaamd NOOC1, draagt ​​meer dan 90% gelijkenis in mutatiesignaturen met roken-geassocieerde menselijke kankers.

"In de hoofd-halskankertumor, CMP dat intraveneus werd toegediend, roeide die tumoren uit bij 75% van de muizen, " zei Lei. "In tegenstelling, conventionele STING-agonisten hadden minimale antitumoreffecten en alle dieren bezweken aan tumorgroei."

Het onderzoeksteam werkt momenteel aan het testen van de veiligheid en werkzaamheid van CMP bij grote dieren.

"We verwachten dat we in de nabije toekomst een fase I klinische studie kunnen starten om de werkzaamheid van CMP bij kankerpatiënten te onderzoeken, ' zei Maan.

Het onderzoek is gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie.