Biologisch afbreekbare nanodeeltjes maken gelijktijdige toediening van twee medicijnen mogelijk om tumoren aan te vallen

Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv hebben een nieuw platform ontwikkeld dat gebruik maakt van polymere nanodeeltjes om medicijnparen te leveren aan specifieke soorten kanker, waaronder huidkanker en borstkanker. De onderzoekers leggen uit dat het samen arriveren van beide medicijnen op de tumorplaats hun therapeutische effecten en veiligheidsprofielen aanzienlijk versterkt.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke vooruitgang.

Prof. Ronit Satchi-Fainaro, senior auteur van de studie, legt uit: “Momenteel omvat de behandeling van kanker vaak een combinatie van meerdere medicijnen die synergetisch werken om hun anti-kankereffect te versterken. Deze medicijnen verschillen echter in hun chemische en fysische eigenschappen, zoals zoals hun afbraaksnelheid, hun circulatietijd in de bloedbaan en hun vermogen om in de tumor door te dringen en zich op te hopen.

“Daarom komen ze, zelfs als er meerdere medicijnen tegelijkertijd worden toegediend, niet samen bij de tumor en worden hun gecombineerde effecten niet volledig gerealiseerd. Om maximale werkzaamheid en minimale toxiciteit te garanderen, zochten we naar een manier om twee medicijnen gelijktijdig en selectief aan de tumoren toe te dienen.” de tumorplaats zonder de gezonde organen te beschadigen.”

De onderzoekers ontwikkelden biologisch afbreekbare polymere nanodeeltjes (die binnen een maand worden afgebroken tot water en koolstofdioxide) die twee verschillende medicijnen kunnen inkapselen die elkaars activiteit versterken. Deze nanodeeltjes worden selectief naar de kankerplaats geleid door ze te hechten aan sulfaatgroepen die binden aan P-selectine, een eiwit dat in hoge mate tot expressie wordt gebracht op kankercellen en op nieuwe bloedvaten gevormd door kankercellen om ze van voedingsstoffen en zuurstof te voorzien.

De onderzoekers laadden het platform met twee paar geneesmiddelen die door de FDA waren goedgekeurd: BRAF- en MEK-remmers die worden gebruikt om melanoom (huidkanker) te behandelen met een BRAF-genmutatie (aanwezig in 50% van de melanoomgevallen), en PARP- en PD-L1-remmers bedoeld voor borstkanker met een BRCA-genmutatie of -deficiëntie. Het nieuwe medicijnafgiftesysteem werd getest in twee omgevingen: in 3D-kankercelmodellen in het laboratorium en in diermodellen die zowel primaire tumortypen (melanoom en borstkanker) als hun hersenmetastasen vertegenwoordigen.

De bevindingen toonden aan dat de nanodeeltjes, gericht op P-selectine, zich selectief ophoopten in primaire tumoren en geen schade toebrachten aan gezonde weefsels. Bovendien drongen de nanodeeltjes met succes door de bloed-hersenbarrière, waardoor metastasen in de hersenen met precisie werden bereikt zonder gezond hersenweefsel te beschadigen.

Bovendien was de combinatie van twee gelijktijdig toegediende medicijnen veel effectiever dan het afzonderlijk toedienen van de medicijnen, zelfs bij 30 keer lagere doses dan eerdere preklinische onderzoeken. De behandeling met nanodeeltjes verminderde de tumorgrootte aanzienlijk, waardoor de tijd tot progressie 2,5 maal langer werd dan bij standaardbehandelingen, en de levensduur werd verlengd van muizen die werden behandeld met het nanodeeltjesplatform. Muizen hadden een tweemaal hogere mediane overleving vergeleken met degenen die de gratis medicijnen kregen en een driemaal langere overleving vergeleken met de onbehandelde controlegroep.

Prof. Satchi-Fainaro zegt: “In onze studie hebben we een innovatief platform ontwikkeld met behulp van biologisch afbreekbare polymere nanodeeltjes om medicijnparen af ​​te leveren aan primaire tumoren en metastasen. We ontdekten dat medicijnparen die op deze manier werden toegediend hun therapeutische effect in BRAF-gemuteerde huid aanzienlijk verbeterden. kankers en BRCA-gemuteerde borstkankers en hun hersenmetastasen.

“Omdat ons platform veelzijdig is ontworpen, kan het veel verschillende medicijnparen transporteren die elkaars effecten versterken, waardoor de behandeling wordt verbeterd voor een verscheidenheid aan primaire tumoren en metastasen die het P-selectine-eiwit tot expressie brengen, zoals glioblastoom (hersenkanker), ductale pancreastumoren en adenocarcinoom en niercelcarcinoom.”