Het versterken van de functie van natuurlijke killercellen met magnetische nanodeeltjes zou kankerimmunotherapie efficiënter kunnen maken, volgens een Northwestern Medicine-studie gepubliceerd in ACS Nano.
Volgens Dong-Hyun Kim, Ph.D., universitair hoofddocent Radiologie in de afdeling Basic and Translational Radiology Research en senior auteur van de studie.
“Mensen hebben problemen gehad met het toepassen van NK-cellen op solide tumoren”, zegt Kim, die ook directeur is van het laboratorium Biomaterials for Image Guided Medicine (BIGMed) en lid van het Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center van de Northwestern University. “Als we een gemakkelijk pad kunnen bieden om NK-cellen te moduleren, kan dit misschien een nuttige therapie worden.”
De meeste celgebaseerde immunotherapieën richten zich op T-cellen, een onderdeel van het adaptieve immuunsysteem van het lichaam. Deze chimere antigeenreceptor (CAR) T-celtherapieën hebben echter een hoog prijskaartje, een lange incubatietijd en sterke bijwerkingen.
Aan de andere kant maken NK-cellen deel uit van het aangeboren immuunsysteem van het lichaam en reageren ze sneller op iets vreemds. Volgens Kim hebben veel wetenschappers de mogelijkheid van NK-cel-immunotherapie onderzocht, maar ook dat kent barrières.
“Het is vrij moeilijk voor deze cellen om binnen te dringen in de tumoren die dikke barrièreweefsels hebben,” zei Kim.
Methoden om de functie van NK-cellen te stimuleren met behulp van cytokinen zijn grotendeels mislukt en zijn onderhevig aan enkele van dezelfde problemen als bij CAR T-celtherapie: hoge kosten en lange productietijd. Kim’s eerdere werk met nanodeeltjes inspireerde echter tot een andere benadering.
Kim en zijn medewerkers ontwierpen een magnetisch nanocomplex dat zich bindt aan NK-cellen en, wanneer geactiveerd met een wisselend magnetisch veld, kracht uitoefent op de buitenkant van de cel, waardoor de afscheiding van cytotoxische verbindingen wordt bevorderd. Bij het testen van dit nanocomplex in diermodellen van hepatocellulair carcinoom, ontdekten de onderzoekers dat magnetische activering het kankerdodende vermogen van NK-cellen verhoogde wanneer ze in solide tumoren werden geïnjecteerd.
Verder kunnen deze nanodeeltjes gemakkelijk worden gevisualiseerd op magnetische resonantiebeeldvorming, waardoor de distributie van NK-cellen tijdens en na injectie nauwkeurig kan worden gecontroleerd.
“Dit creëert een sterkere NK-cel en kan hopelijk de werkzaamheid van de behandeling verbeteren,” zei Kim.
Taehoon Sim et al, Magneto-Activation and Magnetic Resonance Imaging of Natural Killer Cells gelabeld met magnetische nanocomplexen voor de behandeling van solide tumoren, ACS Nano (2021). DOI: 10.1021/acsnano.1c01889
ACS Nano
Geleverd door Northwestern University