Wetenschap
Nanomedicijnen die meeliften op bacteriën kunnen alvleesklierkanker helpen behandelen
Veel pancreastumoren zijn als kwaadaardige forten, omgeven door een dichte matrix van collageen en ander weefsel dat hen beschermt tegen immuuncellen en immuuntherapieën die effectief zijn geweest bij de behandeling van andere vormen van kanker. Het inzetten van bacteriën om in dat kankerverrijking te infiltreren en deze medicijnen af te leveren zou de behandeling van alvleesklierkanker kunnen ondersteunen, zo blijkt uit onlangs gepubliceerde bevindingen van een team van onderzoekers van de Universiteit van Wisconsin-Madison.
Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Med .
Tumorcollageen is een sterke barrière
Alvleesklierkanker staat bekend om zijn dodelijkheid en heeft een van de laagste vijfjaarsoverlevingspercentages onder de veel voorkomende vormen van kanker. Hoewel er verschillende oorzaken zijn achter de sombere prognose van de ziekte, is de focus van dit onderzoek de matrix die veel pancreastumoren omringt, die als een effectieve barrière tegen behandeling fungeert.
De barrière is een verzameling collageen, bindweefsel, eiwitten die fibrose mogelijk maken en andere cellen. Recente onderzoeken hebben de rol van deze barrière benadrukt bij het tegengaan van behandelingspogingen met immuuntherapieën – behandelingen die werken door het immuunsysteem van de patiënt aan te sporen of te onderdrukken – zoals immuuncheckpointremmers. Bij het analyseren van tumormonsters van patiënten vond het UW-Madison-team genetisch bewijs dat een specifiek type collageen, oncogeen collageen genaamd, inderdaad een barrière vormt voor op immunotherapie gebaseerde behandelingen.
"Die zeer dichte extracellulaire matrix, bestaande uit immunosuppressieve cellen, collagenen en andere cellen, is een cruciaal probleem als we immuuntherapieën willen gebruiken tegen deze alvleesklierkankers", zegt Quanyin Hu, assistent-professor aan de UW-Madison School of Pharmacy. Hu leidde het onderzoek in samenwerking met Sean Ronnekleiv-Kelly, een pancreaschirurg en assistent-professor aan de UW-Madison Department of Surgery.
Een op bacteriën gebaseerde infiltratie
Hu is een expert in het ontwikkelen van cellen die kunnen worden gebruikt als potentiële therapie of als toedieningsmiddel voor medicijnen. Voor deze studie gebruikte het laboratorium van Hu een bacterie die zowel door de taaie collageenbarrière kon dringen als immunotherapeutische ‘nanomedicijnen’ afleverde.
Het team koos een stam van de bacterie Escherichia coli met een staat van dienst op het gebied van veilig gebruik bij mensen en een bekende affiniteit voor zuurstofarme omgevingen zoals tumoren, om als medicijnafgiftemiddel te dienen. Hu en zijn collega's ontwierpen 'eiwitkooien' die een paar medicijnen bevatten (de ene breekt collageen af en de andere is een immuuncheckpointremmer tegen kanker) en koppelden ze aan de E. coli.
"E. coli heeft een grote beweeglijkheid, wat betekent dat het uit zichzelf kan bewegen, en zich actief richt op hypoxische omgevingen zoals tumoren", zegt Hu. "En we ontdekten dat het diep in de tumorplaats kon doordringen om medicijnen af te leveren."
Aanpak is veelbelovend in diermodellen
Het UW-Madison-team testte zijn op E. coli gebaseerde toedieningssysteem in muismodellen van ductaal adenocarcinoom van de pancreas, of PDAC, de meest voorkomende en dodelijke vorm van pancreaskanker, waarop het onderzoek zich richtte.
Muizen die met de therapeutisch beladen bacteriën werden behandeld, ondervonden een vertraagde tumorgroei en een aanzienlijk langere overleving vergeleken met muizen die andere behandelingen kregen. Uit postmortale analyses bleek ook dat tumoren die werden behandeld met de nanomedicijn-dragende E. coli de grootste infiltratie van kankerbestrijdende immuuncellen hadden van alle behandelingen.
"Op dit moment zijn de behandelingsopties voor PDAC zeer beperkt, en ik hoop dat deze behandelaanpak uiteindelijk kan leiden tot verbeteringen in termen van overleving en prognose", zegt Hu.
Hoewel deze therapeutische aanpak veelbelovend is voor de behandeling van pancreaskanker en andere kwaadaardige aandoeningen met sterke collageenbarrières, werkt het team van Hu aan het verbeteren en vereenvoudigen ervan in diermodellen, waarbij potentiële klinische onderzoeken nog enige tijd op zich laten wachten.