Suikerachtige nanodeeltjesbedekking zou de toediening van kankermedicijnen kunnen stimuleren

Volgens recent onderzoek van de Universiteit van Mississippi kan een lepel suiker de geneeskunde zelfs helpen naar beneden te gaan. En het zou de schadelijke bijwerkingen van kankerbehandeling kunnen verminderen. In plaats van een letterlijke lepel suiker probeerden de onderzoekers echter glycopolymeren te gebruiken – polymeren gemaakt met natuurlijke suikers zoals glucose – om kleine deeltjes te omhullen die kankerbestrijdende medicijnen rechtstreeks aan tumoren afleveren. Ze ontdekten dat glycopolymeren ervoor zorgen dat eiwitten niet aan de nanodeeltjes blijven kleven, waardoor de immuunrespons van het lichaam op de behandeling wordt verminderd.

Het gevolg was dat het lichaam beter op de behandeling kon reageren.

“De echte kern van het probleem is dat kankermedicijnen ongelooflijk giftig zijn”, zegt Thomas Werfel, universitair hoofddocent biomedische technologie.

“Ze hebben een heel smal therapeutisch venster, wat betekent dat de dosis waarmee ze werken heel dicht ligt bij de dosis waarbij ze giftig worden. En zodra je genoeg dosis krijgt om van de tumor af te komen, veroorzaakt het ook al deze toxiciteit, al deze afwijkende effecten die je niet wilt.

“Waarom gebeurt dat? Dat gebeurt omdat een fractie van het kankermedicijn de kanker bereikt – in de meeste gevallen minder dan 1%; meer dan 99% gaat overal elders in het lichaam.”

Dat kan giftige medicijnen veroorzaken die in andere delen van het lichaam lekken ernstige aandoeningen zoals leukemieveroorzaken allergische reacties en veroorzaken zelfs andere vormen van kanker. Als echter een groter deel van de kankerbehandeling de tumor bereikt, kunnen deze bijwerkingen worden verminderd.

Werfel en Kenneth Hulugalla, een derdejaars doctoraatsstudent in biomedische technologie uit Kandy, Sri Lanka, publiceerden hun bevindingen in ACS Nano in oktober.

Nanodeeltjes – deeltjes kleiner dan een duizendste van de breedte van een mensenhaar – hebben bewezen een effectieve optie voor de behandeling van kanker en kan medicijnen rechtstreeks aan tumoren afleveren. Maar eiwitten – inclusief de eiwitten die een immuunreactie uitlokken – hebben de neiging zich rond de nanodeeltjes te verzamelen, waardoor het lichaam de behandeling als een vreemde indringer bestempelt.

Deze immuunrespons vermindert de effectiviteit van het medicijn.

“PEG (polyethyleenglycol) is de afgelopen 30 jaar de gouden standaard geweest om deze deeltjes hiertegen te beschermen”, zei Hulugalla.

Bij het eerste gebruik werkt het buitengewoon goed. Maar na de eerste keer kan het immuunsysteem van het lichaam het medicijn snel als vreemd herkennen en labelen. Zodra dat gebeurt, kan het medicijn de tumor niet meer bereiken en werken.

Glycopolymeren hebben dat probleem niet, aldus de onderzoekers.

“Onze bevindingen benadrukken dat de nanodeeltjes die we gebruiken de ongewenste immuunreacties aanzienlijk verminderen en tegelijkertijd de medicijnafgifte dramatisch verbeteren, zowel in cel- als diermodellen. Dit onderzoek zou een belangrijke stap kunnen zijn in de richting van de ontwikkeling van effectievere kankerbehandelingen.”

Werfel en Hulugalla testten behandelingen met nanodeeltjes met glycopolymeer bij muizen met borstkanker en ontdekten dat bij de behandeling met glycopolymeer meer nanodeeltjes de tumoren bereikten dan een op PEG gebaseerd deeltje. De volgende fase van hun onderzoek omvat het beladen van die nanodeeltjes met medicijnen en ervoor zorgen dat het product nog steeds effectief is tegen kanker.

“Een aspect van wat we op de lange termijn willen doen, is dit niet alleen op een defensieve manier bestuderen, maar ook op een aanvallende manier”, zei Werfel. “Als we nadenken over waar we hier naar hebben gekeken, hebben we gezien dat de glycopolymeren het immuunsysteem minder stimuleren. De deeltjes blijven dus langer in het lichaam en komen beter bij de tumor. Dat is geweldig.

“Het andere waar mensen al heel lang aan werken is: hoe kunnen we ons actief op de tumor richten? Welke specifieke handtekeningen kunnen we gebruiken om meer van het deeltje te dwingen zich op te hopen, of meer van het medicijn om zich op te hopen in de tumor? Dat is in de voorhoede van onze mentaliteit voor volgende stappen.”