Denne specialiserede gel kunne forbedre kræftbehandling
Forskere udvikler nu et nyt værktøj inden for kræftbehandling: en specialiseret gel, der er i stand til at levere kombinationsmedicin direkte til tumoren.
Et centralt problem for kræftforskning er, hvordan man leverer terapier på den mest effektive måde, samt hvordan man målretter mod tumorer direkte, minimerer invasivitet og maksimerer succes.
Kemoterapi bruger kemiske midler til at målrette og ødelægge kræftceller - eller i det mindste forhindre dem i at formere sig - og det er en af de mest udbredte behandlinger for kræft.
Forskere anerkender, at kemoterapi i nogle tilfælde kan virke mere effektivt, hvis den leveres sammen med immunterapi - en type behandling, der fokuserer på at styrke kroppens eget immunsystem, så det kan forstærke en persons naturlige barrierer mod kræft.
Nu har forskere med base ved University of North Carolina School of Medicine i Chapel Hill og North Carolina State University i Raleigh eksperimenteret med et nyt injicerbart medium.
Seniorundersøgelsesforfatter Zhen Gu og hans kolleger har udviklet et "bioresponsivt stilladssystem" - et polymernetværk, der ligner en gel, der leverer en kombination af kemoterapi og immunterapimedicin direkte til kræfttumorer, når det injiceres.
I den nye undersøgelse testede Gu og team deres injicerbare gelignende medium på bestemte typer kræfttumorer: B16F10 melanom og 4T1 brystkræft. Forskerne er imidlertid overbeviste om, at mediet også kan bruges lige så med succes på andre typer kræfttumorer.
Forskerne rapporterer resultaterne af deres undersøgelse - udført på en musemodel - i tidsskriftet Science Translational Medicine.
Innovativt medium til kombinationsbehandling
Holdet startede med den forudsætning, at kemoterapi og immunterapi i visse tilfælde fungerer bedre sammen - især hvis kræfttumorer først udsættes for kemoterapi og derefter for immunterapi.
Dette skyldes, at selvom immunterapi kan være meget effektiv til at øge immunsystemets respons, så det begynder at angribe kræftceller, kan immunsystemet måske også fejlagtigt målrette mod sunde celler.
En type immunterapi bruger for eksempel lægemidler kaldet immunkontrolhæmmere, som "blokerer visse proteiner", som undertiden bruges af kræftceller som et "skjold" mod kroppens immunrespons.
Når disse proteiner er blokeret, kan immunsystemet igen udløse celledød og dræbe visse kræftceller.
Immunkontrolhæmmere leverer forbedrede resultater, når de parres med kemoterapi, så Gu og hans team udviklede deres bioresponsive stillads for at være i stand til at holde en kombination af kemoterapi og immunterapimedicin og levere det direkte til primære tumorer.
Gennem dets direktehed vil denne tilgang være mere effektiv og kan bidrage til at reducere lægemidlets indvirkning på sundt væv andre steder i kroppen.
En smart terapeutisk tilgang
"Vi har skabt en enkel metode," siger Gu, "at bruge kemoterapi, mens man udnytter tumorens biologi og vores naturlige forsvar mod udenlandske angribere for at slå tumorudvikling tilbage med begrænsede bivirkninger."
Mediet smelter sammen i et gelignende stof, når det først er injiceret i kroppen og leverer de terapeutiske midler direkte til den målrettede tumor.
”Tricket er, at gelen kan dannes hurtigt inde i kroppen, når en biokompatibel polymer og dens tværbindingsmiddel er blandet sammen,” forklarer forfatter Jinqiang Wang, der er co-lead.
”Vi sørgede for, at et af disse stoffer kan spaltes fra hinanden ved reaktive iltarter eller ROS - et naturligt kemisk biprodukt af cellemetabolisme,” tilføjer han.
Høje ROS-niveauer er karakteristiske for de fleste kræfttyper, og de er kendt for at spille en vigtig rolle i tumorvækst og metastase.
Derfor, da ROS er rigeligt i kræfttumorer, ville det gelignende medium - som er designet til at falde fra hinanden, når de kommer i kontakt med ROS - gå i opløsning, så de terapeutiske midler kan udføre deres arbejde.
Eksperimenter giver lovende resultater
Før det blev injiceret i tumorer, fyldte holdet den bioreaktive stillads med kemoterapimedicinen gemcitabin og anti-PD-L1-antistof, som er et immunterapi-middel, der blokerer kontrolpunktproteinet PD-L1.
Dette protein er i stand til at afskrække immunresponset fra at udløse kræftcellernes død. Når "mødes" ROS i kræfttumorer, begyndte gelen derefter at nedbrydes gradvist og frigør først kemoterapimidlet og derefter immunkontrolhæmmeren.
"Den cytotoksiske kemoterapi kan først dræbe nogle kræftceller og øge tumorens følsomhed over for ICB [immun checkpoint blockade] -terapi, som derefter stimulerer effektiviteten af ICB-terapien."
Undersøg medforfatter Gianpietro Dotti
"Med nedbrydning af gelen," tilføjer han, "kan ROS-niveauet i tumorstedet reduceres, hvilket også hjælper med at hæmme tumorvækst."
Indtil videre har undersøgelsens resultater vist meget løfte. Når gelen blev injiceret på stedet for en primær tumor, gjorde den tumorens mikromiljø mere sårbart over for de terapeutiske midler.
Desuden syntes den medikamentfyldte gel, hvis den blev injiceret på det sted, hvorfra en primær tumor var blevet fjernet kirurgisk, også effektivt at forhindre kræften i at gentage sig.
"Med hensyn til potentialet i denne tilgang bør forskere undersøge biokompatibiliteten ved at bruge gelstilladset til klinisk fordel", forklarer Gu og tilføjer, "I mellemtiden optimerer vi doseringerne af kombinationslægemidler såvel som behandlingsfrekvenser."
