Kan één enkel medicijn de twee belangrijkste doodsoorzaken in de VS behandelen: kanker en hart- en vaatziekten?

Wat zijn volgens jou de twee grootste moordenaars ter wereld? Op basis van de berichtgeving in de media vermoedde je misschien wapengeweld, ongelukken of COVID-19. Maar de twee grootste doodsoorzaken zijn eigenlijk hart- en vaatziekten en kanker. Deze twee ziekten samen zijn verantwoordelijk voor bijna 50% van de sterfgevallen in de VS.

Hart- en vaatziekten en kanker lijken op het eerste gezicht heel verschillend te zijn. Maar nieuw ontdekte parallellen tussen het ontstaan ​​en de ontwikkeling van deze twee ziekten betekenen dat sommige behandelingen tegen beide effectief kunnen zijn.

ik ben een biomedische ingenieur die twintig jaar heeft besteed aan het bestuderen en ontwikkelen van manieren om de manier te verbeteren waarop medicijnen door het lichaam reizen. Het blijkt dat kleine, gemanipuleerde nanodeeltjes die zich kunnen richten op specifieke immuuncellen een manier kunnen zijn om zowel kanker als hart- en vaatziekten te behandelen.

Hart- en vaatziekten en kanker

Atherosclerose is de meest dodelijke vorm van hart- en vaatziekten. Het resultaten van ontstekingen en de ophoping van vet, cholesterol en andere lipiden in de bloedvatwand, waardoor een plaque ontstaat. De meeste hartaanvallen worden veroorzaakt door plaque breuk. De poging van het lichaam om de wond te genezen kan een bloedstolsel vormen dat de bloedvaten blokkeert, wat kan leiden tot een hartaanval.

Aan de andere kant ontstaat kanker meestal door genetische mutaties die ervoor zorgen dat cellen zich ongecontroleerd delen. Onbeheersbare, snelle celgroei die onbehandeld blijft, kan destructief zijn omdat deze moeilijk te stoppen is zonder de gezonde organen te beschadigen. Kanker kan beginnen en voorkomen in elk orgaan van het lichaam.

Hoewel hart- en vaatziekten en kanker verschillende oorzaken en oorzaken lijken te hebben, zijn ze toch verschillend delen veel risicofactoren. Zo zijn zwaarlijvigheid, roken, chronische stress en bepaalde levensstijlkeuzes zoals slechte voeding met beide ziekten verbonden. Waarom zouden deze twee ziekten vergelijkbare risicofactoren kunnen hebben?

Veel van de overeenkomsten tussen hart- en vaatziekten en kanker zijn terug te voeren op ontstekingen. Chronische ontstekingen zijn a primaire oorzaak van atherosclerose door de cellen aan de binnenkant van de bloedvaten te beschadigen en plaques geleidelijk te verergeren. Op dezelfde manier kan chronische ontsteking dat ook doen kanker initiëren door toenemende mutaties en ondersteunen de overleving en verspreiding van kankercellen door de groei van de bloedvaten die hen voedingsstoffen voeden te vergroten en de immuunrespons van het lichaam te onderdrukken.

Twee aandoeningen tegelijk behandelen

Uit onderzoek blijkt dat therapieën die zijn ontworpen voor kanker ook kunnen helpen bij de behandeling van atherosclerose.

Een voorbeeld zijn medicijnen die zich richten op immuuncellen, macrofagen genaamd, in tumoren ervoor zorgen dat ze gaan eten kankercellen. Het blijkt dat een soortgelijk medicijn macrofagen kan veroorzaken verwijder dode en stervende cellen bij atherosclerose, waardoor plaques krimpen.

Een ander voorbeeld zijn antiglycolytische therapieën die de afbraak van glucose voorkomen. Glucose, of suiker, is de belangrijkste energiebron van het lichaam. Deze medicijnen kunnen ziekten veroorzaken tumor bloedvaten En atherosclerotische bloedvaten zien er meer ‘normaal’ uit, waardoor het ziekteproces in die bloedvaten feitelijk wordt omgekeerd. Ze kunnen ook ontstekingen bij atherosclerose verminderen.

Hoewel momenteel op de markt gebrachte behandelingen Zoals statines en fibraten de lipidenniveaus en de bloedstolling bij atherosclerose kunnen verlagen, hebben deze medicijnen het risico op overlijden door hart- en vaatziekten niet voldoende aangepakt. Om de resultaten te verbeteren, gebruiken artsen steeds vaker meerdere medicijnen die tegen verschillende doelen zijn gericht. Een intrigerende klasse van behandelingen zijn natriumglucose-cotransporter-2-remmers, die traditioneel worden gebruikt om diabetes te behandelen. Onderzoekers hebben aangetoond dat deze medicijnen beide een aanzienlijke bescherming bieden tegen hart-en vaatziekte En kanker behandelen.

Klinische onderzoeken met statines en natriumglucose-cotransporter-2-remmers wijzen op een nauwe overlap tussen ontstekingen, metabolisme en hart- en vaatziekten, wat nieuwe behandelingsmogelijkheden suggereert. Een voorbeeld hiervan zijn immuuntherapieën die de remming van de immuniteit ‘remmen’, dat wil zeggen dat ze de remmen weghalen die tumoren op het immuunsysteem plaatsen. Deze aanpak van kanker behandelen Ook verminderde atherosclerose plaquettes erin dierstudies En verminderde vaatontsteking in een klein onderzoek bij mensen.

Een nanomedisch Trojaans paard

Een recente ontdekking heeft aangetoond dat nanobuisjes – een heel klein deeltje gemaakt van koolstof dat meer dan 10.000 keer dunner is dan een mensenhaar – specifieke immuuncellen kunnen binnendringen, door de bloedbaan kunnen reizen en tumoren kunnen binnendringen. als Trojaans paard. Deze nanobuisjes kunnen alles bevatten wat onderzoekers erop aanbrengen, inclusief medicijnen en contrastmiddelen voor beeldvorming.

De immuuncellen dragen de nanobuisjes op natuurlijke wijze thuis op tumoren via de ontstekingsreactie. Omdat kanker en atherosclerose beide ontstekingsziekten zijn, hebben mijn onderzoeksteam en ik onderzocht of met nanobuisjes beladen immuuncellen ook kunnen dienen als transportmiddel voor plaques.

Nanobuisjes kunnen worden geladen met een therapie die immuuncellen daartoe stimuleert “eet” tandplakresten en zo de plaquegrootte verminderen. Bovendien vermindert het beperken van de medicijnafgifte specifiek tot die immuuncellen het risico op bijwerkingen buiten het doelwit. Deze nanobuisjes kunnen ook worden gebruikt om te verbeteren diagnose van hart- en vaatziekten door plaquettes te markeren.

Een andere manier waarop nanodeeltjes tumoren kunnen binnendringen is door openingen in nieuwe bloedvaten te persen die bij ontstekingsaandoeningen zijn gegroeid. Dit staat bekend als de verbeterde permeatie en retentie-effect, waar grotere moleculen en nanodeeltjes zich ophopen in weefsels met lekkende bloedvaten en daar vanwege hun grootte enige tijd blijven. Eerst ontdekt bij kankerpassen onderzoekers dit effect toe om de medicijnafgifte te verbeteren hart-en vaatziektewat ook kan inhouden lekkende bloedvaten.

Verbetering van de ontwikkeling van geneesmiddelen

Het aandeel van de moleculaire routes tussen kanker en hart- en vaatziekten heeft belangrijke implicaties voor de regelgeving. De kosten die gemoeid zijn met het binnenbrengen van medicijnen in de kliniek zijn enorm. De mogelijkheid om hetzelfde medicijn toe te passen op twee verschillende patiëntenpopulaties biedt grote financiële prikkels en risicoreducties. Het biedt ook mogelijkheden voor gelijktijdige behandeling van patiënten met beide ziekten.

Eerst op nanodeeltjes gebaseerde kankermedicijnen kwam in 1995 in de kliniek, en onderzoekers hebben sindsdien vele andere ontwikkeld. Maar er is momenteel alleen één cardiovasculair nanomedicijn goedgekeurd door de Food and Drug Administration. Dit suggereert kansen voor nieuw benaderingen van nanotherapie naar verbetering van het cardiovasculaire medicijn werkzaamheid en vermindert bijwerkingen.

Vanwege de parallellen tussen kanker en hart- en vaatziekten kunnen nanomedicijnen tegen kanker sterke kandidaat-geneesmiddelen zijn voor de behandeling van hart- en vaatziekten en omgekeerd. Naarmate de fundamentele wetenschap andere moleculaire parallellen tussen deze ziekten ontdekt, zullen patiënten profiteren van betere therapieën die beide kunnen behandelen.