Het gebruik van gasbellen om nanomedicijnen nauwkeurig af te leveren, is veelbelovend voor de behandeling van longkanker

Het afleveren van nanomedicijnen met behulp van gasbellen is een unieke manier gebleken om cytotoxinen naar de longen van kankerpatiënten te transporteren. De methode maakt precieze en gerichte behandelingen mogelijk, en de lokale werking van de medicijnen voorkomt bovendien een hele reeks bijwerkingen.

Resultaten uit de experimenten van SINTEF met muizen hebben aangetoond dat de impact van deze vorm van medicatie aanzienlijk is. De tumoren waren al na 30 dagen na het begin van de behandeling aanzienlijk kleiner geworden.

Het onderzoek is onlangs geweest gepubliceerd in de Europees tijdschrift voor farmaceutische wetenschappenen de methode is zo veelbelovend dat het onderzoeksteam er patent op heeft aangevraagd. SINTEF heeft ook een licentieovereenkomst getekend met een farmaceutisch bedrijf.

“We hebben er alle vertrouwen in dat deze aanpak ons ​​een nieuwe remedie tegen longkanker kan bieden”, zegt onderzoeker en projectmanager Andreas Åslund, werkzaam bij de afdeling Biotechnologie en Nanogeneeskunde van SINTEF.

Van nadeel naar voordeel

Het was in veel opzichten een toeval dat deze technologie uiteindelijk een longkankermedicijn zou worden. Oorspronkelijk werkte het onderzoeksteam aan het identificeren van een methode die medicijnen aan de hersenen zou leveren. Dit is vooral moeilijk omdat de hersenen zijn ingesloten in een afzonderlijk membraan dat de bloed-hersenbarrière wordt genoemd.

Met andere woorden: er zijn andere methoden nodig dan het afleveren van medicijnen via de bloedbaan om hersentumoren te bereiken. De onderzoekers hebben dit probleem aangepakt door gasbellen te vervaardigen die de nanocapsules omsluiten die de medicijnen bevatten. De belletjes maken het mogelijk om ultrageluid te gebruiken om de nanocapsules te laten exploderen, waardoor de medicijnen door de bloed-hersenbarrière kunnen worden “geschoten”.

Op welke schaal werken de onderzoekers eigenlijk? Dit is op nanoschaal – zo klein dat maar liefst 100 nanocapsules, die de medicijnen bevatten en ingesloten zijn in hun gasbellen, over de breedte van een mensenhaar kunnen zitten. Dit gezegd zijnde, vormt het medicijn zelf slechts 10% van het pakket.

“Na een tijdje ontdekten we dat deze gasbellen in de longen van de patiënten terechtkwamen”, legt Åslund uit. “In eerste instantie was een ophoping van gasbellen hier niet wat we wilden, maar de ontdekking betekende dat we het probleem op zijn kop konden zetten en in plaats daarvan het fenomeen konden exploiteren om tumoren in de longen te bereiken”, zegt hij.

In het capillaire netwerk

De reden dat dit medicijn zo goed geschikt is voor de behandeling van de longen is dat het op nanoschaal plaatsvindt. Alle intraveneuze medicijnen komen in de bloedbaan terecht en passeren het hart voordat ze de longen bereiken, waar de bloedvaten zich ontwikkelen tot wat het capillaire netwerk wordt genoemd.

Hier zijn de vaten erg smal en fungeren als filter voor de microbellen, die spontaan exploderen en zo de nanodeeltjes die de medicijnen bevatten rechtstreeks in het longweefsel afleveren. Omdat de belletjes spontaan barsten, is er geen noodzaak om ultrageluid te gebruiken om de nanodeeltjes uit hun capsules in het capillaire netwerk te bevrijden.

Het idee voor deze zeer specifieke medicijnvorm ontstond al in 2014 op dezelfde afdeling van SINTEF. Tien jaar onderzoekswerk heeft tot veel medicinale innovaties geleid. Deze omvatten onder meer een medicijnafgifteplatform voor de behandeling van buikvlieskanker, wat resulteerde in het spin-offbedrijf NaDeNo. En vandaag staat een nieuwe remedie tegen longkanker op de agenda van de onderzoekers.

Het leveren van medicijnen op nanoschaal betekent dat de behandeling zachter is voor de patiënt. “Nanomedicijnen hebben het voordeel dat ze zeer lokaal werken”, zegt Åslund. ‘Dit maakt het mogelijk om alleen het zieke weefsel te behandelen, en stelt ons ook in staat sterkere medicijnen toe te dienen.

“Door dit te doen hoeven we ons geen zorgen te maken dat de medicijnen gezond weefsel beschadigen. Het betekent ook dat de patiënt minder last zal hebben van de bijwerkingen. Het zou in feite heel gevaarlijk zijn om medicijnen met deze werkzaamheid toe te dienen als de doses waren niet zo klein”, benadrukt hij.

Deze technologie maakt het mogelijk om meer dan alleen kankermedicijnen naar de longen te brengen. “We voorzien dat deze methode van medicijnafgifte ook kan worden gebruikt om andere longaandoeningen te behandelen, zoals cystische fibrose, infecties en longemfyseem”, zegt Åslund.