Inhaleerbare therapie maakt gebruik van op mosselen geïnspireerde nanodeeltjes om zich op longkankercellen te richten

Onderzoekers van POSTECH en Kyungpook National University hebben een nieuw inhaleerbaar therapeutisch toedieningssysteem voor longkanker ontwikkeld, waarbij gebruik wordt gemaakt van mucoadhesieve eiwitnanodeeltjes, geïnspireerd op de adhesieve eigenschappen van zeemosselen.

Longkanker blijft wereldwijd een van de dodelijkste vormen van kanker. Niet-kleincellige longkanker (NSCLC), die verantwoordelijk is voor 85% van alle gevallen van longkanker, is bijzonder lastig te behandelen vanwege problemen bij de vroege detectie. De huidige behandelingen tegen kanker worden voornamelijk intraveneus toegediend, waarbij zowel kwaadaardige als gezonde weefsels worden aangetast, wat vaak tot ernstige bijwerkingen leidt.

Als gevolg hiervan zijn inhaleerbare therapieën een veelbelovend alternatief gebleken, waardoor gelokaliseerde medicijnafgifte rechtstreeks naar de longen mogelijk is. De werkzaamheid van deze aanpak wordt echter aanzienlijk belemmerd door de slijmvliesbarrières en immuuncellen van de longen. Voortbouwend op deze context heeft gezamenlijk onderzoek geresulteerd in de ontwikkeling van een mucoadhesief eiwitnanodeeltje dat is ontworpen voor de behandeling van longkanker.

De studie is gepubliceerd in het journaal Biomaterialen.

De aanpak maakt gebruik van de opmerkelijke adhesieve eigenschappen van mariene mosseleiwitten, bekend om hun adhesie onder water. Geïnspireerd door de oxidatie-reductiemechanismen van voeteiwit type 6 (fp-6), ontwikkelden de onderzoekers voeteiwit type 1 (fp-1) door cysteïne te integreren, waardoor een biomateriaal ontstond met verbeterde kleefkracht en nauwkeurige medicijnafgifte in de longen. micro-omgeving van kanker.

Deze nanodeeltjes vertonen uitzonderlijke therapeutische werkzaamheid door selectieve afgifte van nuttige stoffen mogelijk te maken, terwijl ze de afgifte in gezonde weefsels effectief remmen om nadelige effecten te minimaliseren.

Bovendien zorgen de intrinsieke biocompatibiliteit, biologische afbreekbaarheid en immunocompatibiliteit van mariene mosseleiwitten voor een superieure biologische veiligheid en verlengen ze aanzienlijk de retentie van geneesmiddelen tegen kanker, waardoor hun therapeutische impact wordt versterkt.

In diermodellen van longkanker vertoonden de door het onderzoeksteam ontwikkelde nanodeeltjes die antikankermedicijnen bevatten effectiviteit bij het remmen van de metastase en invasie van kankercellen nadat ze via een vernevelaar in de longen waren afgeleverd en gedurende langere perioden aan het slijmvlies hadden gehecht.

Deze vooruitgang biedt het potentieel om de toegang van patiënten tot de behandeling van longkanker te verbeteren, omdat de vereenvoudigde, op inhalatie gebaseerde toediening van geneesmiddelen thuis zelf kan worden beheerd. Bovendien kan deze aanpak de levenskwaliteit van patiënten aanzienlijk verbeteren door de noodzaak van ziekenhuisbezoeken te verminderen.

Professor Hyung Joon Cha verklaarde: “De bevindingen uit onze studie hebben het potentieel om zowel de precisie als de werkzaamheid van longkankerbehandelingen aanzienlijk te verbeteren, terwijl de levenskwaliteit van patiënten aanzienlijk wordt verbeterd.”

Deze inspanning werd geleid door professor Cha (departement chemische technologie en de Graduate School of Convergence Science and Technology met een specialisatie in medische wetenschappen) en dr. Yeonsu Jeong (departement chemische technologie) bij POSTECH, in samenwerking met professor Yun Kee Jo (departement of Biomedical Convergence Science and Technology, Advanced Institute of Science and Technology) aan de Kyungpook National University.