Synthese en karakterisering van [ZrO]2+[GMP]2− IOH-NP’s: a) Schema dat de waterige synthese illustreert, b) deeltjesgrootteverdeling volgens DLS en SEM met foto van waterige suspensie, c) SEM-beelden op verschillende vergrotingsniveaus, d) FT-IR-spectra (met H2(GMP) als referentie), e) zeta-potentieel, inclusief oppervlakte-gefunctionaliseerd [ZrO]2+[GMP]2−@[ZrO]2+[G6P]2− En [ZrO]2+[GMP]2−@CTX IOH-NP’s (G6P: glucose-6-fosfaat; CTX: cetuximab), en f) schema van IOH-NP’s met aanduiding gebruikt voor in vitro/in vivo onderzoeken. Credit: Geavanceerde materialen (2023). DOI: 10.1002/adma.202305151
Alvleesklierkanker is een van de dodelijkste vormen van kanker bij de mens. Het is de vierde belangrijkste oorzaak van kankergerelateerde sterfgevallen in de westerse wereld. De vroege stadia van de ziekte verlopen vaak zonder symptomen, dus de diagnose wordt meestal erg laat gesteld. Een ander probleem is dat geavanceerde tumoren – en hun uitzaaiingen – niet langer volledig kunnen worden verwijderd. Chemotherapieën vallen op hun beurt niet alleen de tumorcellen aan, maar ook gezonde cellen in het hele lichaam.
Innovatieve nanodeeltjes kunnen een nieuwe aanpak zijn om kanker nauwkeuriger te behandelen. Deze aanpak is ontwikkeld door een onderzoeksteam van het Max Planck Instituut (MPI) voor Multidisciplinaire Wetenschappen, het Universitair Medisch Centrum Göttingen (UMG) en het Karlsruhe Institute of Technology (KIT). De therapie moet nu zo snel mogelijk worden geoptimaliseerd voor klinische toepassing.
De methode belooft pancreascarcinomen met meer nauwkeurigheid en met minder bijwerkingen te behandelen dan de huidige kankertherapieën. Met behulp van nanodeeltjes werd de werkzame stof Gemcitabine in grote hoeveelheden rechtstreeks in de tumor getransporteerd.
“Door het medicijn met behulp van de nanodeeltjes in hoge concentraties op de tumorcellen te richten, wordt de werkzaamheid vergroot en worden gezonde cellen gespaard. Dit kan de ernstige bijwerkingen die optreden bij Gemcitabine verminderen”, legt Myrto Ischyropoulou uit, hoofdauteur van het boek studie onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materialen.
“Momenteel krijgen patiënten het gratis medicijn. Dit wordt door het lichaam verspreid en kan in alle delen van het lichaam tot toxische effecten leiden. De nanodeeltjes daarentegen laten het medicijn vooral in de tumor vrij.”
Joanna Napp, wetenschapper bij het UMG en het MPI, vult aan: “Met beeldvormingsmethoden hebben we in muismodellen al kunnen aantonen dat de nanodeeltjes zich ophopen in de tumoren.”
Door het toedienen van nanodeeltjes kunnen ook resistentiemechanismen in de tumor worden omzeild. “Gratis Gemcitabine wordt vaak al heel vroeg niet meer door de tumor opgenomen en is daar dus grotendeels ineffectief. Het leidt echter nog steeds tot aanzienlijke bijwerkingen, bijvoorbeeld in de lever en de nieren”, legt Claus Feldmann van het KIT uit. “Door een ander opnamemechanisme in tumorcellen te gebruiken, zouden onze nanodeeltjes hier een zeer effectieve nieuwe therapeutische aanpak kunnen zijn.”
Het onderzoekssucces is een mooi voorbeeld van succesvolle interdisciplinaire samenwerking, zegt Frauke Alves, groepsleider bij het MPI en het UMG. “Van het idee tot de ontwikkeling van de nieuwe nanodeeltjes tot preklinische tests hebben scheikundigen, biologen, apothekers en artsen hand in hand gewerkt.”
Met een spin-off werken de wetenschappers er nu aan om hun nieuwe nanodeeltjes zo snel mogelijk uit de testfase en in klinisch gebruik te brengen.
Meer informatie:
Myrto Ischyropoulou et al., High-load gemcitabine anorganisch-organische hybride nanodeeltjes als een beeldgeleid tumorselectief medicijnafgiftesysteem voor de behandeling van alvleesklierkanker, Geavanceerde materialen (2023). DOI: 10.1002/adma.202305151
Aangeboden door het Karlsruhe Instituut voor Technologie
