Onderzoekers ontwikkelen nieuwe covalente organische raamwerken voor nauwkeurige toediening van kankerbehandelingen

Een team onderzoekers aan de NYU Abu Dhabi (NYUAD), onder leiding van programmahoofd Chemie Ali Trabolsi, heeft nanoschaal covalente organische raamwerken (nCOF’s) ontwikkeld. Dit zijn kristallijne organische polymeren die zijn gemodificeerd met peptiden om de meest agressieve vorm van borstkanker te behandelen, bekend als triple-negatieve borstkanker (TNBC).

De peptiden stellen de COF’s in staat om medicijnlading vrij te geven in de zure omgeving van de tumor, waardoor hoge concentraties van het medicijn direct op de tumorplek worden afgeleverd. Dit verhoogt de effectiviteit van de behandeling en minimaliseert de impact op gezond weefsel.

Deze nieuwe behandelmethode biedt hoop op een nieuwe aanpak voor de behandeling van triple-negatieve borstkanker, die de neiging heeft om sneller te groeien en zich te verspreiden dan andere vormen van borstkanker. Het heeft minder behandelingsopties en heeft doorgaans een slechtere prognose.

Hoewel peptiden eerder zijn gebruikt voor gerichte toediening, vertegenwoordigt hun conjugatie met COF’s een innovatieve benadering op dit gebied. In het artikel getiteld “cRGD-Peptide Modified Covalent Organic Frameworks for Precision Chemotherapy in Triple-Negative Breast Cancer” gepubliceerd in het dagboek ACS Toegepaste Materialen & Interfacesbeschrijven de onderzoekers het proces van het ontwerpen van alkyn-gefunctionaliseerde nCOF’s die chemisch zijn gemodificeerd met cyclische RGD-peptiden (Alkyn-nCOF-cRGD).

Deze configuratie is speciaal ontworpen om α te targeten_vβ₃ integrines, die overgeëxprimeerd worden in TNBC-cellen. De nCOF’s zijn biocompatibel en werden ontworpen om selectief uiteen te vallen onder zure omstandigheden, wat zorgt voor de precieze en gelokaliseerde afgifte van Doxorubicine, een chemotherapeutisch middel dat is ingekapseld in de nCOF’s.

Farah Benyettou, een belangrijke onderzoeker in het team, zei: “Onze innovatieve aanpak met behulp van peptide-geconjugeerde COF’s biedt een zeer gerichte behandelmethode voor triple-negatieve borstkanker. Door ons te richten op de zure omgeving van tumoren, kunnen we chemotherapie precies daar toedienen waar het het meest nodig is, waardoor bijwerkingen worden verminderd en de patiëntresultaten worden verbeterd. De peptiden fungeren als een sleutel om de deur van kankercellen te openen, waardoor het medicijn binnen kan dringen en zijn effecten kan uitoefenen precies daar waar het nodig is.”

Dit onderzoek is met name van belang in de VAE, waar de borstkankerpercentages opvallend hoog zijn. Bestaande systemen voor medicijnafgifte hebben vaak aanzienlijke nadelen, zoals niet-specifieke distributie, schommelingen in de plasmaspiegels van het medicijn, snelle klaring en bijwerkingen op gezond weefsel. De succesvolle in vitro en in vivo resultaten van deze studie benadrukken niet alleen de geavanceerde targetingmogelijkheden van de nCOF’s, maar stellen ook nieuwe normen voor gepersonaliseerde kankertherapie.

“Ons onderzoek heeft geleid tot een slimmere manier om de meest agressieve en invasieve vorm van borstkanker te bestrijden”, aldus Trabolsi.

“Door een gerichte aanpak van kankertherapie te bieden, vult deze technologie niet alleen de bestaande hiaten in het onderzoek naar medicijntoediening op, maar vormt ook een cruciale stap op weg naar gepersonaliseerde geneeskunde bij kankerbehandelingen die zowel effectiever als minder schadelijk is voor patiënten”, aldus Benyettou.