Nanopartikel-dekorerede celler driver en ny tilgang til kræftbehandling

Kliniske forsøg med patienters egne immunceller til at målrette tumorer har givet lovende resultater. Imidlertid, denne tilgang virker normalt kun, når patienter også får store doser lægemidler designet til at hjælpe immunceller med at formere sig hurtigt, og disse lægemidler har livstruende bivirkninger. Nu har et hold af MIT-ingeniører udtænkt en måde at levere de nødvendige lægemidler ved at smugle dem ind i nanopartikler, der er knyttet til cellerne, der sendes ind for at bekæmpe tumoren. Som resultat, immuncellestimulerende lægemiddel når kun dets tilsigtede mål, reducerer risikoen for patienten betydeligt.

Den nye tilgang kan dramatisk forbedre succesraten for immuncelleterapier, som løfter om behandling af mange former for kræft, siger Darrell Irvine. Dr. Irvine ledede holdet, der offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Nature Medicine. "Det, vi leder efter, er det ekstra skub, der kunne tage immuncelleterapi fra at arbejde i en undergruppe af mennesker til at arbejde med næsten alle patienter, og at bringe os tættere på helbredelse af sygdom frem for at bremse udviklingen, " sagde Dr. Irvine. Den nye metode kan også bruges til at levere andre typer kræftlægemidler eller til at fremme blodcellemodning hos knoglemarvstransplanterede modtagere, ifølge forskerne.

For at udføre immuncellebehandling, læger fjerner en type immuncelle kaldet T-celler fra patienten, konstruere dem til at målrette tumoren, og injicer dem tilbage i patienten. Disse T -celler jagter derefter og ødelægger tumorceller. Kliniske forsøg er i gang, hvor immuncelleterapi afprøves hos patienter med ovarie- og prostatacancer, samt melanom.

Immuncelleterapi er en meget lovende tilgang til behandling af kræft, men at få det til at virke har vist sig at være udfordrende. De største begrænsninger i dag omfatter at skaffe nok af de T-celler, der er specifikke for kræftcellen, og derefter få disse T-celler til at fungere korrekt i patienten. For at overvinde disse forhindringer, forskere har forsøgt at injicere patienter med adjuverende lægemidler, der stimulerer T-cellevækst og spredning. Interleukinerne - naturligt forekommende kemikalier, der hjælper med at fremme T-cellevækst - har givet lovende resultater i kliniske forsøg på mennesker, men interleukinbehandling kan forårsage alvorlige bivirkninger, herunder hjerte- og lungesvigt, når det infunderes i blodbanen i store doser.

Dr. Irvine og hans kolleger tog en ny tilgang:For at undgå giftige bivirkninger, de vendte sig til lipid-baserede nanopartikler, som de kan binde til svovlholdige molekyler, der normalt findes på T-celleoverfladen. Forskerne indlæste to interleukiner - IL-15 og IL-21 - i nanopartiklerne, og derefter injiceret nanopartikel-T-celle-kombinationen i mus med lunge- og knoglemarvstumorer. Når cellerne nåede tumorerne, nanopartiklerne blev gradvist nedbrudt og frigav stoffet over en ugelang periode. Lægemiddelmolekylerne knyttet sig til receptorer på overfladen af ​​de samme celler, der bar dem, stimulere dem til at vokse og dele sig.

Inden for 16 dage, alle tumorerne i musene, der blev behandlet med T-celler, der bar lægemidlerne, forsvandt. Disse mus overlevede indtil slutningen af ​​100-dages eksperiment, mens mus, der ikke modtog nogen behandling, døde inden for 25 dage, og mus, der modtog enten T-celler alene eller T-celler med injektioner af interleukiner, døde inden for 75 dage.

Dr. Irvine og hans kolleger demonstrerede også, at de kunne binde deres nanopartikler til overfladen af ​​umodne blodlegemer fundet i knoglemarven, som almindeligvis anvendes til behandling af leukæmi. Patienter, der får knoglemarvstransplantationer, skal have ødelagt deres egen knoglemarv med strålebehandling eller kemoterapi før transplantationen, hvilket gør dem sårbare over for infektion i omkring seks måneder, mens den nye knoglemarv producerer blodceller. Levering af lægemidler, der fremskynder blodcelleproduktion sammen med knoglemarvstransplantation, kan forkorte immunosuppressionstiden, gør processen mere sikker for patienterne, siger Dr. Irvine. I den Naturmedicin papir, hans hold rapporterer, at de med succes har forbedret blodcellemodningen hos mus ved at levere et sådant lægemiddel sammen med cellerne.

Dette arbejde, som blev delvist støttet af National Cancer Institute, er detaljeret i et papir med titlen, "Terapeutisk celleteknik med overfladekonjugerede syntetiske nanopartikler." Et abstract er tilgængeligt på tidsskriftets websted.