Kankers bij mensen hebben allerlei manieren om te overleven en te gedijen:zowel cellen als tumoren gebruiken slinkse middelen om detectie door het immuunsysteem van ons lichaam af te leiden, te misleiden en te ontwijken.

Neem bijvoorbeeld hoe ze antikankervaccins afweren. Kankercellen in het lichaam, of ze nu enkelvoudig of geconsolideerd zijn, verhullen zich in wezen door chemische afscheidingen om gecamoufleerd te blijven voor agentia in de vaccins die anders een totale aanval van het immuunsysteem van het lichaam zouden veroorzaken. Het feit dat het immuunsysteem van het lichaam kanker grotendeels niet kan "zien" is een belangrijke reden waarom kankerbehandelingen hun toevlucht nemen tot willekeurige oorlogvoering die zowel gezonde als kankercellen doodt.

Farmaceutische wetenschappers van de Universiteit van Iowa hebben mogelijk een nieuwe strategie ontdekt om de ingenieuze verdediging van kanker te overwinnen. In een nieuwe studie ontdekten de onderzoekers dat geladen nanodeeltjes in combinatie met een vaccin effectief waren in het elimineren van tumoren of het verlengen van de levensduur van kankermuizen.

De nieuwe benadering is aantrekkelijk, beweren de onderzoekers, omdat het nanodeeltje in massa kan worden vervaardigd, bij kamertemperatuur kan worden bewaard en door huisartsen kan worden toegediend om verschillende soorten kanker te behandelen.

"Dit zou een kant-en-klare, stabiele formulering kunnen zijn die beschikbaar zou kunnen zijn als poeder", zegt Ali Salem, de corresponderende auteur van de studie en de Lyle en Sharon Bighley Endowed Chair en Professor in Pharmaceutical Sciences aan het UI College of Pharmacy.

De geladen nanodeeltjes - bolletjes met een diameter van 100 tot 160 nanometer die werden gemaakt in het laboratorium van Salem - werden geïnjecteerd rond melanoomtumoren bij muizen. De nanodeeltjes fungeren als een soort baken, waardoor melanoombestrijdende cellen die worden geactiveerd door het adenovirusvaccin, de tumor kunnen lokaliseren en zijn verdediging kunnen overwinnen.

In een reeks experimenten met negen muizen die de vaccinformule met nanodeeltjes en adenovirus kregen, werden vijf muizen kankervrij, terwijl de andere vier meer dan 100 dagen overleefden - meer dan drie keer langer dan degenen die alleen het vaccin kregen en vijf keer langer dan die helemaal niets gegeven.

"Het is een nieuwe benadering om kanker te behandelen en vaccins beter te laten werken", zegt Salem. "Historisch gezien hebben vaccins niet het niveau van translationeel succes gehad waarvoor ze beloven. Deze aanpak zou eindelijk de belofte van vaccins voor de behandeling van kanker kunnen waarmaken."

Het adenovirusvaccin stimuleert de kankerbestrijdende operatie van het lichaam door een familie van immuuncellen, cytotoxische T-lymfocytcellen genaamd, te instrueren om uit te waaieren op missies voor het zoeken en vernietigen van tumoren. Maar tumoren scheiden chemische signalen af ​​om zichzelf niet-bedreigend te laten lijken, en dus grotendeels aan detectie ontsnappen. De geladen nanodeeltjes veroorzaken, wanneer ze in de buurt van een tumor worden geïnjecteerd, een ontstekingsreactie, vergelijkbaar met het in brand steken van een huis. De T-cellen, die in het rond circuleren, zien de vlammen en haasten zich naar de plek.

"De kationische nanodeeltjes creëren een gelokaliseerde ontsteking op de plaats van de tumor", legt Emad Wafa uit, postdoctoraal onderzoeker aan het College of Pharmacy in Iowa en een co-auteur van het onderzoek. "Het geeft een signaal af:'Hé, kom hier, we hebben hier een situatie die moet worden opgelost.' De nanodeeltjes zijn een cruciale toevoeging om het vaccin effectief te laten zijn."

Andere studies hebben het succes aangetoond van het gebruik van een combinatie van een adjuvans - in wezen een vaccin-booster ontworpen om een ​​sterkere immuunrespons te stimuleren - en een vaccin om tumoren te lokaliseren en te wissen. In een dergelijke studie, geleid door Sean Geary, assistent-onderzoeker in het laboratorium van Salem en een co-auteur van deze studie, injecteerden onderzoekers een adjuvans genaamd CpG rechtstreeks in muizentumoren, dat werd gecombineerd met een adenovirusvaccin om tumoren bij muizen te bestrijden. Maar CpG werkte in die studie niet zo effectief en is niet zo gemakkelijk in massaproductie te brengen.

"We hebben een synthetisch middel dat kosteneffectiever is, het is gemakkelijker te produceren, het is stabieler en het zou voor een arts gemakkelijker zijn om het te leren en te gebruiken, in plaats van een biologisch middel", zegt Salem, die vaccins heeft bestudeerd voor 23 jaar. "Het is een conceptueel andere benadering."

De resultaten zijn op 20 juli online gepubliceerd in Science Advances . De studie is getiteld "Kationische nanodeeltjes versterken de infiltratie van T-celtumoren en antitumorimmuunreacties op een melanoomvaccin."

Co-auteurs zijn onder meer Rasheid Smith, die zijn doctoraat in de farmaceutische wetenschappen behaalde in Iowa en momenteel senior wetenschapper is bij het farmaceutische bedrijf Zoetis; Kareem Ebeid, die zijn doctoraat in de farmaceutische wetenschappen behaalde in Iowa; en Suhaila O. Alhaj-Suliman, die deze maand haar doctoraat in de farmaceutische wetenschappen behaalde in Iowa. + Verder verkennen

Een mRNA-vaccin voor immunotherapie bij kanker