Nieuwe bloedtest evalueert nanomedicijnen voor een veiligere, gepersonaliseerde kankerbehandeling

Wetenschappers van de RMIT Universiteit en het Doherty Instituut hebben een nieuwe bloedtest ontwikkeld waarmee kankerpatiënten kunnen worden gescreend om hun behandeling veiliger en effectiever te maken.

“Patiëntspecifieke nanodeeltjes-targeting in menselijk leukemiebloed” is gepubliceerd in ACS Nano

Ongeveer één op de twee Australiërs zal op 85-jarige leeftijd de diagnose kanker krijgen. De eerste test in zijn soort kan snel beoordelen hoe effectief verschillende op polyethyleenglycol (PEG) gebaseerde nanomedicijnen zijn bij het doden van kankercellen en het minimaliseren van bijwerkingen, met behulp van slechts een druppel bloed van mensen met leukemie, een vorm van bloedkanker.

Nanomedicijnen bestaan ​​uit kleine deeltjes, veel kleiner dan een cel, die op precieze manieren met het lichaam interageren. Deze kleine deeltjes zijn ontworpen om medicijnen rechtstreeks naar zieke cellen, zoals kankercellen, te transporteren, met als doel gezonde cellen te sparen.

Nanogeneesmiddelen, waaronder Doxil, Onpattro (patisiran) en Vyxeos, zijn goedgekeurd voor klinisch gebruik in Australië en de Verenigde Staten, terwijl andere in opkomst zijn, maar nog niet worden gebruikt in de gezondheidszorg.

Dr. Yi (David) Ju, een DECRA Fellow van de Australian Research Council aan de RMIT University, leidde het onderzoek samen met professor Stephen Kent van de Universiteit van Melbourne, laboratoriumhoofd aan het Doherty Institute, in samenwerking met professor Constantine Tam, hoofd van de Lymphoma Service bij De Alfred. Tam was tijdens het onderzoek in het Peter MacCallum Cancer Center.

De proof-of-concept-test van het team is nog niet beschikbaar in klinische omgevingen zoals huisartspraktijken en ziekenhuizen, maar zou de komende jaren in samenwerking met industriële partners en overheidssteun verder kunnen worden ontwikkeld en uitgerold.

De onderzoekers zeggen dat hun innovatie een grote stap voorwaarts betekent in het begrijpen hoe nanomedicijnen interageren met bloedcellen bij leukemiepatiënten.

“Onze studie werpt licht op waarom sommige kankerpatiënten beter reageren op nanogeneeskundige therapieën dan andere”, zegt Ju van de School of Science.

“Door deze verschillen te begrijpen, kunnen we meer gepersonaliseerde en effectieve behandelingen voor leukemiepatiënten ontwikkelen.”

Hoe zij het onderzoek hebben uitgevoerd

In het onderzoek werden drie verschillende op PEG gebaseerde nanomedicijnen getest op het bloed van vijftien mensen met leukemie.

De onderzoekers voegden de nanomedicijnen afzonderlijk toe aan bloedmonsters, die een uur lang bij 37 graden Celsius werden geïncubeerd.

“We hebben beoordeeld hoe goed de verschillende nanogeneesmiddelen zich richtten op kankers in het bloed en op gezonde cellen”, zei Ju.

“Op die manier konden we bepalen welke therapieën het meest effectief waren voor verschillende mensen.”

De bevindingen

Eerder onderzoek Het team gaf aan dat als mensen hoge niveaus van anti-PEG-antilichamen uit mRNA-vaccins zouden ontwikkelen, toekomstige mRNA-behandelingen voor aandoeningen zoals kanker minder effectief zouden kunnen zijn, omdat hun lichaam de therapieën sneller zou opruimen. PEG is een veelgebruikte verbinding in mRNA-vaccins.

Ze ontdekten ook dat individuele immuunreacties een belangrijke rol speelden.

“In deze laatste studie hebben we onderzocht hoe verschillende formuleringen van nanogeneeskunde werken met bloed van patiënten,” zei Ju.

“We ontdekten dat verschillen in het immuunsysteem van mensen van invloed zijn op hoe goed deze therapieën tegen kankercellen werkten, evenals op de bijwerkingen.”

Het team observeerde het verschil in anti-PEG-antilichamen die aanwezig waren in de bloedmonsters van elk individu, zei Ju.

“Hoe groter de aanwezigheid van anti-PEG-antilichamen in het bloed van mensen, hoe minder effectief deze therapieën waren bij het doden van kankercellen – sterker nog, deze therapieën waren giftiger voor gezonde cellen.”

Doxil, een algemeen nanogeneesmiddel dat wordt gebruikt voor de behandeling van eierstokkanker, AIDS-gerelateerd Kaposi-sarcoom en multipel myeloom, bleek sterk te worden beïnvloed door de anti-PEG-antilichamen. Dit betekent dat voor sommige mensen de therapie zich meer richtte op gezonde cellen die betrokken zijn bij de immuunrespons van het bloed dan op kankercellen. De onderzoekers merken op dat Doxil niet wordt gebruikt om leukemie in klinische omgevingen te behandelen.

Uit de experimenten bleek dat Doxil voor een deel van de geteste personen nog steeds de meest geschikte optie was vergeleken met de andere nanogeneesmiddelen.

Het meest effectieve gerichte nanodeeltje tegen leukemie was de eigen formulering van pure PEG-nanodeeltjes door het team.

Volgende stappen

Deze studie zal de ontwikkeling van nanomedicijnen tegen kanker van de volgende generatie helpen begeleiden en de selectie van patiënten voor gepersonaliseerde behandelingen verbeteren.

De bevindingen geven aan dat eenvoudige bloedtesten kunnen worden gebruikt om op nanodeeltjes gebaseerde therapieën te personaliseren, niet alleen voor mensen met leukemie, maar ook voor solide tumoren zoals borst- en eierstokkanker, zei Tam.

“Het begrijpen van individuele variaties in de immuunrespons zou kunnen leiden tot effectievere en veiligere behandelingen door formuleringen van nanodeeltjes af te stemmen op het unieke immuunprofiel van elke patiënt”, zei hij.

“Onze innovatie heeft een groot potentieel voor farmaceutische bedrijven die gerichte behandelingen willen ontwikkelen voor voorheen onbehandelbare kankers”, aldus Kent.

“We willen graag samenwerken met marktleiders om deze technologie samen te ontwikkelen en de vertaling ervan naar klinische toepassingen te versnellen”, aldus Ju.