Met medicijnen gevulde nanocapsule helpt immunotherapie effectiever te maken bij muizen

UCLA-onderzoekers hebben een nieuwe behandelmethode ontwikkeld met behulp van een kleine nanocapsule om de immuunrespons te versterken, waardoor het voor het immuunsysteem gemakkelijker wordt om solide tumoren te bestrijden en te doden.

De onderzoekers vonden de aanpak, beschreven in het tijdschrift Wetenschappelijk translationele geneeskunde, verhoogde het aantal en de activiteit van immuuncellen die de kanker aanvallen, waardoor immuuntherapieën tegen kanker beter werken.

“Kankerimmunotherapie heeft het landschap van de kankerbehandeling opnieuw vormgegeven”, zegt senior auteur van de studie Jing Wen, assistent-adjunct-professor microbiologie, immunologie en moleculaire genetica aan de David Geffen School of Medicine aan de UCLA en een wetenschapper aan de UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Centrum.

“Niet alle patiënten met solide tumoren reageren echter goed op immunotherapie, en de reden lijkt verband te houden met de manier waarop de kankercellen hun omgeving beïnvloeden.”

Kankercellen produceren veel lactaat, legt Wen uit, waardoor een omgeving rond de solide tumor ontstaat die het voor het immuunsysteem moeilijk maakt om effectief tegen de kanker te werken.

Hoewel er pogingen zijn gedaan om de lactaatniveaus te verlagen met verschillende medicijnremmers, hebben deze methoden de neiging ook het metabolisme van gezonde cellen te verstoren, wat ernstige bijwerkingen kan veroorzaken.

Om een ​​manier te vinden om de immuundysfunctie rond de tumor te verlichten zonder gezonde cellen te beschadigen, zochten Wen en het team naar een hulpmiddel om medicijnremmers direct af te geven, om lactaat rond en in solide tumoren af ​​te breken.

Om dat doel te bereiken ontwikkelde het team een ​​behandeling waarbij het enzym lactaatoxidase werd ingekapseld in een kleine nanocapsule die de lactaatniveaus verlaagt en waterstofperoxide in de tumor vrijgeeft.

Verlaagde niveaus van lactaat zijn gunstig voor het opheffen van de onderdrukking van de immuunrespons, terwijl verhoogde niveaus van waterstofperoxide, een stof die doorgaans wordt aangemaakt als u gewond raakt, helpen bij het rekruteren en activeren van immuuncellen in de tumoren.

“Wanneer lactaat wordt verminderd en waterstofperoxide vrijkomt, wordt het voor het immuunsysteem gemakkelijker om tegen de kanker te werken”, zegt Zheng Cao, eerste auteur van de studie en promovendus aan de UCLA Samueli School of Engineering op de afdeling chemische en biomoleculaire wetenschappen. engineering.

Om het effect van nanocapsules met het lactaatoxidase-enzym te onderzoeken, testte het team de aanpak bij muizen met melanoom en triple-negatieve borstkanker en voerde het metingen van de tumorgroei, analyse van de overlevingscurve, RNA-sequencing en analyse van de immuuncelpopulatie uit. Het team ontdekte dat het verminderen van lactaat en het produceren van waterstofperoxide immuuncellen aanmoedigde om de tumor binnen te dringen, waardoor het aantal en de activiteit van immuuncellen die de kanker aanvallen met twee tot vijf keer toenam.

“We ontdekten dat lactaatoxidase-nanocapsules hielpen voorkomen dat het immuunsysteem verzwakte en de immuunsuppressie veroorzaakt door de tumor overwonnen,” zei Cao. “Bovendien verbeterde deze aanpak met dubbele werking het succes van een specifiek type kankerimmunotherapiebehandeling, genaamd immuuncontrolepuntblokkade, en wij geloven dat dit een effectieve strategie zou kunnen zijn om kankerimmunotherapie effectiever te maken.”

De onderzoekers zullen de impact van lactaatoxidaat-nanocapsules op het verbeteren van de therapeutische effectiviteit van chimere antigeenreceptor (CAR) T-celtherapie voor solide tumoren verder onderzoeken. CAR T-celtherapie is een vorm van cellulaire immuuntherapie die is ontworpen om T-cellen te modificeren, waardoor ze kanker kunnen herkennen en aanvallen.

Samen met Wen zijn de senior auteurs van de studie Jimin Guo, een voormalig postdoc-onderzoeker op de afdeling microbiologie, immunologie en moleculaire genetica; en Yunfeng Lu, emeritus hoogleraar chemische en biomoleculaire technologie aan UCLA engineering.