Nieuwe nanotechnologie die de strijd tegen colorectale kanker en melanoom verbetert

Onderzoekers van de gezondheidswetenschappen van de Universiteit van Arizona hebben onlangs een onderzoek afgerond dat het potentieel heeft om de kankerbehandeling voor colorectale kanker en melanoom te verbeteren door nanotechnologie te gebruiken om chemotherapie toe te dienen op een manier die het effectiever maakt tegen agressieve tumoren. De bevindingen zijn vandaag gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie.

“Ik ben altijd geïnteresseerd geweest in het benutten van de intrinsieke immuniteit om kanker te bestrijden”, zegt Jianqin Lu, BPharm, Ph.D., assistent-professor in de farmacie en farmacokinetiek aan de afdeling Farmacologie en Toxicologie van het UArizona College of Pharmacy en geassocieerd lid van het UArizona Kankercentrum. “Om dit op een veilige en effectieve manier te doen, komt nanotechnologie in het spel vanwege het vermogen om de medicijnbeweging en therapeutische werkzaamheid te verbeteren, evenals het potentieel om systemische toxiciteit te verminderen. Ik hoop dat deze innovatieve nanotherapeutica en therapeutische regimes uiteindelijk zullen helpen kankerpatiënten bestrijden kanker effectiever en veiliger.”

Immunotherapieën helpen het vermogen van het immuunsysteem om kankercellen te bestrijden te vergroten. Immuuncontrolepunten zijn regulatoren van het immuunsysteem, die cruciaal zijn om te voorkomen dat het lichaam zonder onderscheid gezonde cellen aanvalt. Sommige soorten kanker omzeilen deze controlepunten, waardoor kankercellen detectie kunnen vermijden en zich blijven verspreiden. Immuuncontrolepuntblokkade (ICB) is een nieuwere therapie die in wezen “de remmen loslaat” op het immuunsysteem en het lichaam helpt terug te vechten.

ICB-therapieën zijn effectief voor sommige soorten kanker, maar ze werken niet voor elke patiënt. Bijvoorbeeld, slechts ongeveer 4% van de patiënten met colorectale kanker, de tweede belangrijkste oorzaak van kankergerelateerde sterfgevallen in de VS, zal reageren op ICB-therapie, zei Dr. Lu.

Recent onderzoek heeft zich gericht op manieren om de kracht van ICB-therapieën te vergroten door ze te combineren met chemotherapeutische middelen zoals camptothecine. Hoewel camptothecine krachtig is, is het ook onstabiel, is het slecht oplosbaar in water en kan het ernstige bijwerkingen hebben voor gezonde cellen.

Dr. Lu en het onderzoeksteam creëerden het eerste nanotherapeutische platform in zijn soort om deze hindernissen te overwinnen. Met behulp van een nanotechnologie-afleveringsmethode verbeterden onderzoekers het vermogen van camptothecine om synergistisch te werken met ICB-therapieën, waardoor ze effectiever werden tegen agressieve tumoren.

“Om een ​​effectievere ICB-therapie mogelijk te maken, hebben we een nanotherapeutisch platform ontwikkeld dat de tumoren kan omschakelen van ‘immuunkoud’ naar ‘immuun-heet’,” zei Dr. Lu, die ook lid is van het BIO5 Institute en de Southwest Environmental Health Sciences Center. “Als resultaat was dit nanotherapeutische platform in staat om de effectiviteit van de ICB-therapie te vergroten om een ​​groot deel van de vroege stadia van colorectale kankertumoren uit te roeien, terwijl tegelijkertijd de geheugenimmuniteit van het lichaam werd geactiveerd, waardoor tumorherhaling werd voorkomen.”

Het team hechtte camptothecine aan sfingomyeline, een van nature voorkomend lipide dat op het oppervlak van cellen wordt aangetroffen. De combinatie van de twee moleculen in een nanoblaasje genaamd camptothesome stabiliseerde camptothecine, waardoor de werkzaamheid ervan werd verbeterd en de systemische toxiciteit werd verminderd. De nanotech-afgiftemethode verbeterde ook de tumoropname van het camptothesome in een knaagdiermodel, waar het diep in de tumor drong met efficiënte afgifte van de chemotherapie.

Dr. Lu en het onderzoeksteam creëerden vervolgens een manier om een ​​immuuncontrolepuntremmer te laden die zich richt op een van de belangrijkste controlepunten, indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO1), in de camptothesomes. In combinatie met remmers die zich richten op andere immuuncontrolepunten die bekend staan ​​als PD-L1 en PD-1, elimineerde deze nanotherapeutische strategie een aanzienlijk deel van klinisch moeilijk te behandelen laatstadium gemetastaseerde colorectale kanker en melanoomtumoren, wat de weg vrijmaakte voor verdere studies.

De onderzoekers merken op dat hun nanotechnologieplatform kan worden gebruikt om een ​​reeks kankertherapieën te leveren, en het heeft een aanzienlijke voorsprong in de pijplijn voor de ontwikkeling van geneesmiddelen, aangezien het is afgeleid van sfingomyeline, een lipide dat al is goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration. .

Dr. Lu hoopt samen te werken met oncologen van het UArizona Cancer Center om het nanotherapeutische systeem verder te optimaliseren om het geschikt te maken voor een klinische studie in een vroege fase.