Metallische nanodeeltjes kunnen kankercellen doden en gezonde intact laten, zeggen onderzoekers

Metallische nanodeeltjes gemaakt van zilver en koper kunnen kankercellen doden met minimale of weinig bijwerkingen, zeggen onderzoekers uit het Midden-Oosten. Een studie gepubliceerd in Geavanceerde biologie toonde aan dat de metaaldeeltjes “aanzienlijk giftig waren voor kankercellen, terwijl ze geen significante toxiciteit hadden voor gezonde cellen”, aldus prof. Yousef Haik van de Universiteit van Sharjah.

De behandeling van kanker is sterk afhankelijk van chemotherapiemedicijnen, maar hun lage tumorspecificiteit, weerstand van het lichaam tegen het medicijn en andere bijwerkingen, die soms tot de dood leiden, hebben wetenschappers ertoe aangezet alternatieve behandelingen te zoeken.

Een dergelijke alternatieve nieuwe behandeling die recentelijk is ontstaan, is gebaseerd op anorganische nanodeeltjes. De behandeling heeft potentieel als een nieuw antikankermedicijn dat de conventionele lichaamsresistentie kan overwinnen die gepaard gaat met geneesmiddelen die gericht zijn op lichaamsweefsels.

De wereldwijde last van kanker is groot, met 18,1 miljoen nieuwe gevallen van kanker en 9,6 miljoen daarmee samenhangende sterfgevallen in 2018.

Medisch onderzoek schrijft het hoge sterftecijfer, met name bij oudere volwassenen, gedeeltelijk toe aan de toxiciteitsrisico’s die gepaard gaan met het toedienen van chemotherapie tijdens de behandeling. Uit een Brits onderzoek is gebleken dat het toedienen van chemotherapie om ernstig zieke kankerpatiënten te genezen in 27% van de gevallen de dood veroorzaakte of bespoedigde.

Straling, ook bekend als radiotherapie, kan kankercellen doden of de groei vertragen, maar kan ook gezonde cellen beschadigen. Een onderzoek, uitgevoerd door de Tijdschrift van de American Heart Associationblijkt dat 292.102 (13,19%) van de 2.214.994 kankerpatiënten stierven als gevolg van de bijwerkingen van radiotherapie.

Aangespoord door hun verminderde toxiciteit, gebrek aan stabiliteit, retentie-effect en nauwkeurige targeting, wetenschapper onderzoekt het gebruik van metalen nanodeeltjes voor de behandeling van kanker.

Onderzoek door prof. Haik en collega’s valt echter op door zijn nieuwe techniek om nanodeeltjes in exosomen te krijgen terwijl ze zich in een cel vormen.

Om ervoor te zorgen dat metalen nanodeeltjes zich rechtstreeks richten op kankercellen, worden de deeltjes in gezonde cellen van dezelfde weefseloorsprong als de kanker gevoerd, zei prof. Haik.

Hij voegde eraan toe dat de deeltjes vervolgens worden geïnternaliseerd in exosomen “door een biogeneseproces en buiten de cellen worden uitgestoten als met medicijnen beladen blaasjes.”

Exosomen zijn kleine zakachtige structuren die in de cellen worden gevormd en een primaire rol spelen in de communicatie tussen cellen en organen.

“Exosomen die zijn afgeleid van gezonde cellen hebben de neiging zich bij voorkeur op te hopen in tumorcellen van dezelfde weefseloorsprong met 10 keer meer dan andere cellen vanwege de afstemming van de samenstelling tussen deze exosomen en deze cellen, ” benadrukte prof. Haik.

Prof. Haik was co-auteur van het onderzoek met collega’s van de Hamad Bin Khalifa Universiteit in Qatar. Het unieke van hun onderzoek is gebaseerd op het gebruik van gezonde cel-exosomen gevoed met metalen nanodeeltjes als een middel om kankercellen aan te pakken en te doden.

“Als de bevinding wordt toegepast als behandeling, zal het nieuwe medicijn kankercellen beschadigen en geen schadelijke effecten achterlaten op de omliggende gezonde weefsels.

“Medicijndragers versierd met antilichamen worden gebruikt om het richten op tumoren te verbeteren, maar hun immunogeniciteit, grote omvang, kosten en gebrek aan goed gedefinieerde oppervlaktereceptoren beperken hun toepassing,” zei prof. Haik.

De studie bood een nieuw en belangrijk platform voor een “gratis geneesmiddel tegen kanker en een slim toedieningsblaasje”, dat prof. Haik beschreef als “een fundamentele hulpbron voor het opkomende gebied van nano-engineering en geneeskunde”.

“Zilver- en kopernanodeeltjes hebben aangetoond dat ze bij voorkeur kankercellen doden bij een lage concentratie zonder enig effect op gezonde cellen binnen de therapeutische dosis.”

De bevinding van de onderzoekers dat metalen nanodeeltjes kankercellen kunnen doden met minimale bijwerkingen is een veelbelovende benadering van de farmacologie met verwachtingen die een revolutie teweeg kunnen brengen in het veld als een op metalen nanodeeltjes gebaseerd medicijn wordt vervaardigd.

“Onze behandeling is gebaseerd op het toedienen van zilver-koper nanodeeltjes die kankercellen doden, maar de omliggende gezonde cellen intact laten”, aldus prof. Haik.

Prof. Haik zei dat hij en zijn collega’s verder onderzoek nodig hadden voordat hun bevindingen het klinische stadium bereikten. “Ons onderzoek toonde echter de haalbaarheid aan van het produceren van nieuwe medicijndragers uit gezonde cellen,” merkte hij op.