Ved hjælp af klæbrige nanopartikler, forskere udvikler en strategi for at øge kroppens kræftforsvar

Efter strålebehandling, døende kræftceller spytter muterede proteiner ud i kroppen. Forskere ved nu, at immunsystemet kan opdage disse proteiner og dræbe kræft i andre dele af kroppen ved at bruge disse proteinmarkører som en guide - et fænomen, som forskere fra University of North Carolina Lineberger Comprehensive Cancer Center søger at udnytte for at forbedre kræftbehandlingen.

I journalen Natur nanoteknologi , forskerne rapporterer om fremskridt i udviklingen af ​​en strategi til forbedring af immunsystemets påvisning af kræftproteiner ved at bruge "klæbrige" nanopartikler, der kaldes "antigenfangende nanopartikler." De mener, at disse partikler kunne arbejde synergistisk med immunterapi-lægemidler designet til at øge immunsystemets reaktion på kræft.

"Vores hypotese var, at hvis vi bruger en nanopartikel til at gribe fat i disse kræftproteiner, vi ville sandsynligvis få et mere robust immunrespons på kræften, " sagde undersøgelsens seniorforfatter Andrew Z. Wang, MD, et UNC Lineberger-medlem og lektor i UNC School of Medicine Department of Radiation Oncology. "Vi tror, ​​det virker, fordi nanopartikler er attraktive for immunsystemet. Immunceller kan ikke lide noget, der er i nanostørrelse; de ​​tror, ​​de er vira, og vil reagere på dem."

Strålebehandling er almindeligt anvendt til at behandle en bred vifte af kræftformer. Tidligere, læger har observeret et fænomen, de kalder "abscopal -effekten, " hvor en patient oplever tumorkrympning uden for det primære sted, der blev behandlet med stråling. Denne observation hos en enkelt patient med melanom blev rapporteret i New England Journal of Medicine i 2012.

Forskere mener, at dette sker, fordi efter stråling, immunceller rekrutteres til tumorstedet. Når de er ankommet, disse immunceller bruger muterede proteiner frigivet af døende kræftceller til at træne andre immunceller til at genkende og bekæmpe kræft andre steder. Denne effekt virker synergistisk med immunterapimedicin kaldet "checkpoint-hæmmere, "som frigiver immunsystemets bremser, derved hjælper kroppens eget forsvarssystem med at angribe kræften.

Kræftceller udleder disse muterede proteiner - som bliver markører for immunsystemet - som følge af genetiske mutationer, sagde studieforfatter Jonathan Serody, MD, UNC Linebergers associerede direktør for translationel forskning.

"Teorien er, at i kræft, tumorer akkumulerer et stort antal mutationer på tværs af deres genomer, og de muterede gener kan lave mutante proteiner, og et hvilket som helst af disse mutante proteiner kan hakkes og præsenteres for immunsystemet som fremmede, " sagde Serody, som også er Elizabeth Thomas -professor i UNC School of Medicine. "Din krop er designet til ikke at reagere på sine egne proteiner, men der er ikke noget system, der styrer dets reaktion på nye proteiner, og du har en bred vifte af immunceller, der kunne starte en reaktion på dem."

UNC Lineberger -forskerne demonstrerede i prækliniske undersøgelser, at de med succes kunne designe nanopartikler til at fange muterede proteiner frigivet af tumorer. Når først disse nanopartikler er optaget af immunceller, tumorproteinerne knyttet til deres overflade kan hjælpe immunceller med at identificere kræftceller på tværs af kroppen.

Brug af prækliniske melanommodeller, de fandt ud af, at 20 procent af musene, der modtog nanopartikelbehandlingen, havde en fuldstændig respons, sammenlignet med ingen af ​​musene, der ikke modtog nanopartiklerne.

"Vi viser i vores undersøgelser, at nanopartiklerne optages af immunceller og transporteres til lymfeknuderne, " sagde Wang. "Vi viser også, at nanopartiklerne øger antallet af kræftdræbende immune T-celler samt øger niveauet af immunrespons på kræft."

Forskerne siger, at der er behov for en strategi for at forbedre responsen på immunterapimedicin, og at få reaktionerne på stofferne til at vare længere.

"Hvis det er fuldstændig klinisk oversat, dette vil ændre cancer immunterapi, " sagde Wang. "Denne teknologi har potentialet til at forbedre effektiviteten af ​​kræftimmunterapi-checkpoint-hæmmere, hvilket ville betyde længere overlevelse for flere kræfttyper."

Det næste skridt, Wang sagde, er at udvikle en ny generation af nanopartikler, der er mere robuste til at fange proteiner. Ultimativt, han sagde, de bliver nødt til at udvikle en kommerciel agent baseret på denne teknologi og bringe den til klinikken.