Nanocapsules op basis van koper blijken de effectiviteit van radiotherapie te verbeteren

In een studie gepubliceerd in Natuur Nanotechnologieontdekten onderzoekers dat cuproptose kan dienen als een nieuw doelwit voor radiosensibilisatie bij herbestraling.

Bij kankerbehandelingen worden patiënten die secundaire radiotherapie ondergaan vaak geconfronteerd met de dubbele uitdaging van verworven stralingsresistentie in tumorcellen en verzwakte fysieke conditie, waardoor herbestraling een aanzienlijke klinische uitdaging is. Dit geldt met name voor patiënten met gevorderde kanker en ouderen die dringend behoefte hebben aan radiosensibiliserende medicijnen tijdens klinische radiotherapie.

Met behulp van synchrotronstralingfaciliteiten ontdekten onderzoekers voor het eerst dat cuproptose-gerelateerde eiwitten in tumorweefsel sterk tot expressie kwamen onder röntgenbestraling. Ook ontdekten ze een nieuw celdoodmechanisme dat werd geïnduceerd door koperionen: cuproptose, dat zou kunnen dienen als een nieuw doelwit voor radiosensibilisatie.

Op basis hiervan hebben onderzoekers een koperhoudend polyoxometalaat, genaamd PWCu, ontworpen en gesynthetiseerd als een doelgerichte radiosensibilisator voor herbestraling.

De PWCu nanocapsules kunnen tumorcellen binnendringen, koperionen vrijgeven tijdens radiotherapie om cuproptosis te triggeren, en zo verworven stralingsresistentie in tumoren te overwinnen. Daarnaast kunnen ze een abscopaal effect activeren, immunogene celdood induceren en een antitumor immuunrespons stimuleren.

Deze bevindingen suggereren dat de PWCu nanocapsules een veelzijdige strategie bieden die niet alleen de lokale antitumoreffecten van radiotherapie versterkt, maar ook de systemische antitumorimmuniteit activeert. Het potentieel van deze strategie om patiëntresultaten te verbeteren, met name in de context van terugkerende en gemetastaseerde ziekten, is immens.

Daarnaast hebben onderzoekers geavanceerde analytische methoden ontwikkeld met behulp van synchrotronstralingfaciliteiten om de oxidatietoestanden, biologische distributie en metabolische transformatie van koperionen in tumorweefsels te bestuderen. Dit biedt directe methodologische ondersteuning voor het onderzoek naar structuur-functierelaties en metabolische processen van koperhoudende radiosensibilisatoren, wat essentieel is voor preklinische veiligheid en farmacokinetische evaluatie.

Deze studie biedt een nieuwe oplossing voor de klinische uitdaging van herbestraling bij kankerpatiënten, met een groot academisch belang en veelbelovende klinische toepassingen.

Het team bestaat uit Prof. Gu Zhanjun van het Instituut voor Hoge Energie Fysica van de Chinese Academie van Wetenschappen, in samenwerking met Dr. Yan Junfang en Dr. Zhang Fuquan van het Peking Union Medical College Hospital.