Communicatie is cruciaal op het slagveld. Alle troepen moeten op de hoogte zijn van eenieders positie zodat duidelijk is waar de strijd geleverd moet worden. Het lijkt erop dat de oorlog tegen kanker op een vergelijkbare manier uitgevochten gaat worden, nu een team van Massachusetts Institute of Technology (MIT), samen met onderzoekers van Sanford-Burnham Medical Research Centre en de Californische Universiteit van San Diego communicerende nanodeeltjes hebben ontworpen die in teamverband de strijd aangaan met tumoren.

Nanodiamanten zijn één van de soorten nanodeeltjes om medicijnen in tumoren te bezorgen. Zie voor meer voorbeelden de links onder dit artikel.

Science/AAAS

Medicijnafgifte

Nanodeeltjes zijn een veelbelovend middel tegen kanker, omdat ze in theorie het medicijn in de tumor zélf kunnen bezorgen. De rest van het lichaam blijft buiten schot, dus geen bijverschijnselen, zoals bij chemotherapie. In de labs wordt uitvoerig geëxperimenteerd met zulke lokale medicijnafgifte, waarbij gezocht wordt naar het meest geschikte nanodeeltje of de beste manier waarop de nanodeeltjes de medicijnen kunnen afgeven.

Een grote uitdaging daarbij is om genoeg nanodeeltjes daadwerkelijk in de tumor te laten aankomen. Volgens de onderzoekers van MIT bereikt in de beste gevallen slechts één procent van de nanodeeltjes de tumor. Om dit percentage te verhogen gebruiken ze een aanpak met twee groepen nanodeeltjes. De eerste groep – de ‘scouts’ – spoort de tumor op. Zij geven vervolgens de locatie van de tumor door aan een tweede, veel grotere groep die een kankermedicijn bij zich heeft. Zij worden zo geholpen om de tumor snel te vinden. Alsof de gevechtstroepen naar de juiste plek op het slagveld gestuurd worden door de verkenners.

Bloedstollend

Het MIT-onderzoeksteam heeft dus de twee taken bij medicijnafgifte – de tumor opsporen en het medicijn afleveren – over twee verschillende soorten nanodeeltjes verdeeld. Dit is niet nieuw overigens, want begin vorig jaar experimenteerde een team van de Californische Universiteit van San Diego al met zo’n één-tweetje van nanodeeltjes. Het huidige concept is vergelijkbaar (een aantal onderzoekers van destijds is nu ook betrokken), alleen verschilt nu de communicatie tussen beide groepen nanodeeltjes.

De scouts (blauw) veroorzaken schade in het omringende bloedvat, zodat het lichaam aanzet tot bloedstolling. De eiwitten die hierbij aangeroepen worden, lokken de nanodeeltjes die het medicijn hebben met zich mee.

Gary Carlson / MIT

In de nieuwe opzet maken de nanodeeltjes slim gebruik van hoe het lichaam reageert op schade aan bloedvaten: het proces van bloedstolling. Als een bloedvat beschadigd raakt, zet het lichaam een keten van reacties in gang die leiden tot klontering van bloed op de plek van de schade. Tijdens dit proces wordt het eiwit fibrine aangemaakt, een vezelachtige stof die de bloedprop extra verstevigt.

Eenmaal in de tumor brengen de scouts het bloedstollingsproces op gang door ter plekke het weefsel te beschadigen. Dit kunnen ze niet helemaal zelf: het idee is dat de arts ze met een lichtbron van buiten het lichaam beschijnt, zodat ze hitte uitstralen en de cellen om hen heen kapot maken (de scouts kunnen zichtbaar gemaakt worden). De tweede groep nanodeeltjes – die het medicijn bij zich hebben – bevatten stofjes aan hun buitenkant die binden aan het eiwit fibrine.

Dus zodra het lichaam fibrine aanroept om het bloed ter hoogte van de tumor te stollen, lift de tweede groep nanodeeltjes mee op de toesnellende fibrine-eiwitten. Fibrine wordt ook uit andere bloedvaten aangeroepen, dus de nanodeeltjes hoeven niet per se al in de buurt te zijn. Bekijk hieronder een (Engelstalig) filmpje waarin MIT-promovendus Geoffrey von Maltzahn – de hoofdauteur van de publicatie – de werking helder in beeld brengt.

Veertig keer meer

Het MIT-onderzoekteam heeft de techniek uitgetest op muizen. Daaruit bleek dat dit systeem van communicerende nanodeeltjes veertig keer meer kankermedicijn in de tumor bezorgde, dan bij niet-communicerende nanodeeltjes; en dat is veelbelovend! Veel collega-wetenschappers prijzen de aanpak om de nanodeeltjes mee te laten liften op processen in het lichaam zelf.

Het MIT-team gaat nu hun techniek optimaliseren om het snel in klinische trials in patiënten te kunnen testen. Eén van de uitdagingen zal zijn om te verzekeren dat de nanodeeltjes alleen bloedstolling veroorzaken in de tumor, want volgens oncoloog Anil Sood van het MD Anderson Cancer Center in Houston (Texas, VS) zijn kankerpatiënten erg vatbaar voor bloedstolling elders in het lichaam. “Je zult heel selectief moeten zijn, want je wilt geen schade aanrichten in andere delen van het lichaam”, zei hij tegen Nature News.

Lees meer over kankertherapie met nanodeeltjes op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/nanodeeltjes/kanker/index.atom?m=en", “max”=>"10", “detail”=>"minder"}