De Universiteit Utrecht ontwikkelt micellen als medicijnkoerier.

Universiteit Utrecht

De tijd dat medicijnen zich vrijelijk en ongericht door je hele lichaam verspreiden lijkt binnenkort voorbij. Als we de wetenschap mogen geloven, komen medicijnen voortaan alleen nog maar op de goede plek in het lichaam terecht. Talloze onderzoekers van over de hele wereld werken namelijk aan ‘medicijnkoeriers’: moleculaire ‘postbodes’ die medicijnen vervoeren en alleen daar in het lichaam afleveren waar ze nodig zijn. Elke onderzoeker heeft zo zijn eigen type koerier. Zo wordt bijvoorbeeld geëxperimenteerd met micellen, plastic nanobolletjes of liposomen.

Vernuftige manier

Een ziekte waar medicijnkoeriers zich bij uitstek voor lenen is kanker. Chemotherapie tast namelijk ook gezonde lichaamscellen aan en leidt tot akelige bijwerkingen als haaruitval en misselijkheid. Met het gebruik van medicijnkoeriers zou je deze bijwerkingen niet meer hebben. De kunst is om de medicijnkoerier zó te ontwerpen dat het zijn weg in het lichaam vindt naar de tumor. Een team van het Massuchesetts Institute of Technology (MIT) heeft dat op een vernuftige manier gedaan.

Paula Hammond en haar team publiceerden onlangs over hun nanodeeltjes in het tijdschrift ACS Nano.

Dominick Reuter, MIT

Het team, onder leiding van chemisch technoloog Paula Hammond, heeft nanodeeltjes ontwikkeld die gevoelig zijn voor een zure omgeving. En laten tumoren nu net altijd een hogere zuurgraad hebben dan gezonde weefsels. De oorzaak daarvan ligt in de activiteit van tumoren: ze groeien en delen veel sneller dan gezonde cellen. Daarbij breken ze vooral glucose af, wat omgezet wordt in melkzuur. Oftewel: hoe meer de tumor groeit, hoe zuurder hij wordt.

De mantel wordt afgegooid

Het nanodeeltje dat de onderzoekers hebben ontwikkeld, is voor te stellen als een gemantelde medicijnkoerier en bestaat uit drie lagen. De buitenste laag – de ‘mantel’ – is gemaakt van een polymeer, polyethyleenglycol (PEG), en voorkomt dat het deeltje wordt afgebroken in de bloedbaan. Belangrijker nog is dat de polymeerlaag gevoelig is voor een zure omgeving. In de buurt van een tumor, waar het zuur is, valt de polymeerlaag uit elkaar en ‘gooit het nanodeeltje zijn mantel af’.

De middelste laag wordt hierdoor blootgelegd. Deze is positief geladen en wordt aangetrokken door het negatief geladen membraan van de tumorcellen. Hierdoor kunnen de deeltjes de tumorcellen binnendringen.

De polymeerlaag, ofwel de mantel (blauw) wordt afgeschud zodra het deeltje de zure omgeving van de tumor nadert. De positieve lading die hierbij bloot komt te liggen, helpt het nanodeeltje de tumor binnen te dringen.

Stephen Morton, MIT

Eenmaal binnen kan het nanodeeltje de inhoud van zijn binnenste laag afgeven. Dat kan een medicijn zijn, of een deeltje dat op een beeldscherm zichtbaar te maken is. Het gebruik van de buitenste laag – de mantel – is essentieel. Zulke positief geladen deeltjes zouden zonder mantel ook gezonde cellen beschadigen, volgens het team.

Succesvol getest in muizen

Een voordeel van deze techniek is dat het op vrijwel alle tumoren van toepassing is. Ze worden immers allemaal zuur. Andere medicijnkoeriers bevatten vaak moleculen die specifiek hechten aan eiwitten op het oppervlak van tumorcellen. Het vinden van deze eiwitten is voor de koeriers heel erg lastig, en het soort eiwitten is voor elk type kanker weer anders.

Onderzoekers hebben al eens eerder geprobeerd nanodeeltjes te bouwen die gebruik maken van de verhoogde zuurgraad van tumorcellen, maar de MIT-onderzoekers zijn er voor het eerst in geslaagd de deeltjes succesvol te testen in levende dieren. Dat deden ze in muizen. In een onlangs verschenen publicatie in het tijdschrift ACS Nano rapporteren ze dat de nanodeeltjes tot 24 uur in de bloedbaan kunnen overleven, dat ze zich ophopen bij tumoren en tumorcellen binnendringen.

Jinming Gao, oncoloog en farmacoloog aan de Universiteit van Texas en niet betrokken bij het onderzoek, vindt de aanpak ‘erg slim’. In een begeleidend persbericht van MIT laat hij weten dat het een mooi proof of concept is. MIT-teamleider Hammond verwacht de nanodeeltjes binnen tien jaar te kunnen testen op mensen.

Lees over andere soorten medicijnkoeriers op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/medicijnafgifte/drugspecifiek/gereguleerde-medicijnafgifte/index.atom", “max”=>"7", “detail”=>"minder"}