Techniek voor medicijnafgifte met op schepen gerichte gouden nanodeeltjes toont een groeiende belofte voor de behandeling van hersenkanker

Een techniek ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Texas in Dallas en het UT Southwestern Medical Center om medicatie via de bloed-hersenbarrière toe te dienen, is veelbelovend gebleken in een preklinische studie voor de behandeling van glioblastoom, de meest voorkomende menselijke hersenkanker.

De onderzoekers demonstreerden de methode bij muizen in een studie gepubliceerd in Natuurcommunicatie.

Glioblastoom is een agressieve hersenkanker die jaarlijks ongeveer 12.000 mensen in de VS treft; patiënten hebben een mediane overleving van 15 tot 18 maanden na de diagnose. De huidige behandelingen, waaronder chirurgie, chemotherapie en bestraling, zijn grotendeels ineffectief. Het is moeilijk om chemotherapie bij glioblastoomtumoren te krijgen, omdat de meeste medicijnen de bloed-hersenbarrière niet passeren, wat een unieke eigenschap is van bloedvaten in de hersenen die stoffen in de bloedbaan beperken en actief voorkomen dat ze het hersenparenchym bereiken.

De barrière fungeert als een zeer selectief filter en beschermende barrière voor de hersenen, zei co-corresponderende auteur van de studie Dr. Zhenpeng Qin, universitair hoofddocent werktuigbouwkunde en Fellow, Eugene McDermott Professor aan de Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science.

“De grootste uitdaging bij de behandeling van welke hersenziekte dan ook is deze barrière. Het is verbazingwekkend; het is slechts een micron dik, maar het verhindert dat 98% van de moleculen de hersenen binnendringen”, aldus Qin. Ter vergelijking: de diameter van mensenhaar is 70 micron.

Qin werkte samen met UT Southwestern-collega’s Dr. Robert Bachoo, co-corresponderend auteur en universitair hoofddocent neurologie en interne geneeskunde, en Dr. Elizabeth Maher, hoogleraar interne geneeskunde en neurologie. Het onderzoek betrof genetisch gemanipuleerde muizen met mutaties die werden aangetroffen bij menselijke glioblastoompatiënten.

Qins medicijnafgiftemethode is gebaseerd op het gelijktijdig afleveren van medicijnen met op bloedvaten gerichte gouden nanodeeltjes, die in de bloedbaan worden geïnjecteerd. Vanuit een externe bron passen onderzoekers korte laserpulsen toe, die door de schedel van de muis gaan en de gouden nanodeeltjes activeren. Deze activering genereert thermomechanische golven en maakt de bloed-hersenbarrière kortstondig doorlaatbaar, waardoor medicatie zijn doel kan bereiken. In hun experimenten gebruikten onderzoekers paclitaxel, een chemotherapiemedicijn dat wordt gebruikt voor de behandeling van eierstok-, borst- en longkanker, dat werd opgegeven voor mogelijk gebruik tegen hersenkanker omdat het medicijnmolecuul op zichzelf de barrière niet overschrijdt.

De studie toonde aan dat de nieuwe aanpak de barrière overwon, hoewel er jaren van onderzoek nodig zullen zijn voordat de methode op mensen kan worden getest. Verdere preklinische onderzoeken zijn gaande.

“De tumoren werden kleiner en we breidden de overleving met meer dan 50% uit”, zei Qin. “We hopen dat dit zal leiden tot uitgebreide therapeutische opties voor de behandeling van ziekten in de hersenen en het centrale zenuwstelsel.”