Calciumuitbarstingen doden medicijnresistente tumorcellen

Multiresistentie (MDR) – een proces waarbij tumoren resistent worden tegen meerdere medicijnen – is de hoofdoorzaak van het mislukken van kankerchemotherapie. Tumorcellen verwerven vaak MDR door hun productie van eiwitten te stimuleren die medicijnen uit de cel pompen, waardoor de chemotherapie niet effectief is. Nu rapporteren onderzoekers in ACS ‘ Nano Letters hebben nanodeeltjes ontwikkeld die uitbarstingen van calcium in tumorcellen afgeven, medicijnpompen remmen en MDR omkeren.

Een pompproteïne genaamd P-glycoproteïne (P-gp) speelt vaak een sleutelrol bij MDR. P-gp zit in het celmembraan, waar het energie gebruikt in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP) om medicijnen uit tumorcellen te pompen. Wetenschappers hebben op verschillende manieren geprobeerd P-gp te blokkeren, bijvoorbeeld met remmers van kleine moleculen of door ATP uit te putten. De tot nu toe gebruikte strategieën kunnen echter bijwerkingen veroorzaken of zijn onstabiel in het lichaam. Sommige behandelingen kunnen moeilijk te bereiden zijn. Kaixiang Zhang, Zhenzhong Zhang, Jinjin Shi en collega’s wilden P-gp op een andere manier blokkeren. Eerder onderzoek suggereerde dat overbelasting van tumorcellen met calciumionen zowel de productie van P-gp als de ATP-niveaus zou kunnen verlagen. Maar het team moest een manier vinden om uitbarstingen van calcium, samen met een medicijn voor chemotherapie, in kankercellen af ​​te geven.

De onderzoekers maakten een ‘calciumion nanogenerator’ (TCaNG) door calciumfosfaatnanodeeltjes te laden met het chemotherapiemedicijn doxorubicine en ze vervolgens te bedekken met moleculen waarmee TCaNG kankercellen kan bereiken en binnendringen. Eenmaal in de cellen kwamen TCaNG’s een zuur compartiment binnen, waar de TCaNG’s uiteenvielen, waarbij zowel doxorubicine als uitbarstingen van calciumionen vrijkwamen. Toen het team TCaNG testte op kankercellen in een petrischaal in het laboratorium, nam zowel de ATP- als de P-gp-productie af, waardoor doxorubicine de voorheen resistente tumorcellen kon doden. Bij testen in tumordragende muizen, vertoonden met TCaNG behandelde muizen significant kleinere tumoren na 21 dagen behandeling dan controlemuizen, zonder duidelijke bijwerkingen.