Nyudviklede nanopartikler hjælper med at bekæmpe lungekræft i dyremodeller

Forskere har rapporteret en ny tilgang til behandling af lungekræft med inhalerede nanopartikler udviklet på Wake Forest School of Medicine, del af Wake Forest Baptist Health.

I dette bevis på konceptstudie, Dawen Zhao, M.D., Ph.d., lektor i biomedicinsk teknik ved Wake Forest School of Medicine, brugte en musemodel til at afgøre, om metastatiske lungetumorer reagerede på et inhalerbart nanopartikel-immunterapisystem kombineret med den strålebehandling, der almindeligvis bruges til behandling af lungekræft.

Undersøgelsen er offentliggjort i det aktuelle nummer af Naturkommunikation .

Lungekræft er den næsthyppigste kræft og den hyppigste årsag til kræftdød blandt både mænd og kvinder. Flere mennesker dør af lungekræft end af tyktarm, bryst- og prostatakræft kombineret. Selvom immunterapi er lovende, det virker i øjeblikket hos mindre end 20% af patienterne med lungekræft.

Betydeligt klinisk bevis tyder på, at de fleste patienters tumorer på diagnosetidspunktet dårligt infiltreres af immunceller. Dette "kolde" immunmiljø i tumorer forhindrer kroppens immunsystem i at genkende og eliminere tumorcellerne.

At overvinde dette immunsuppressive tumormiljø for effektivt at angribe kræften er i øjeblikket et område af stor interesse i det videnskabelige samfund, Sagde Zhao.

Tidligere tilgange har involveret direkte injektion af immunmodulatorer i tumorer for at øge deres immunrespons. Imidlertid, denne tilgang er generelt begrænset til overflader og let tilgængelige tumorer, og kan blive mindre effektiv, hvis gentagne injektioner er nødvendige for at opretholde immunrespons.

"Målet med vores forskning var at udvikle et nyt middel til at omdanne kolde tumorer til varme, immunresponsive tumorer, "Sagde Zhao." Vi ville have det til at være ikke-invasivt uden kanyleindsprøjtning, i stand til at få adgang til flere lungetumorer ad gangen og være sikker til gentagen brug. Vi håbede, at denne nye tilgang ville øge kroppens immunsystem til mere effektivt at bekæmpe lungekræft. "

Det nanopartikel-immunterapisystem, som Zhao og hans team udviklede, leverede immunstimulerende midler via inhalation til en musemodel af metastatisk lungekræft. Den immunostimulerende belastede nanopartikel, som, når de aflejres i lunge luftsække, blev optaget af en bestemt type immunceller, kaldes antigenpræsenterende celler (APC).

Immunostimulanten, cGAMP, i nanopartiklen blev derefter frigivet inde i cellen, hvor stimulering af en bestemt immunvej (STING) aktiverede APC -cellen, hvilket er et kritisk trin for at fremkalde systemisk immunrespons.

Teamet viste også, at kombination af nanopartikelindånding med stråling påført en del af en lunge førte til regression af tumorer i begge lunger og forlænget overlevelse af musene. Ud over, teamet rapporterede, at det fuldstændigt eliminerede lungetumorer i nogle af musene.

Gennem mekanistiske undersøgelser bekræftede teamet derefter, at inhalationssystemet konverterede de oprindeligt kolde tumorer i begge lunger til varme tumorer, der er gunstige for robust anti-cancer immunitet.

Zhaos inhalerbare immunterapi giver flere vigtige fordele ved tidligere metoder, især muligheden for at få adgang til dybtliggende lungetumorer, fordi den nanopartikulære aerosol er designet til at nå alle dele af lungen, og gennemførligheden af ​​gentagen behandling ved anvendelse af en ikke-irriterende aerosolformulering.

Behandlingen viste sig at være veltolereret og sikker uden at forårsage negativ immunrelateret lidelse hos musene.

Wake Forest School of Medicine-forskere har indgivet en foreløbig patentansøgning til det inhalerbare nanopartikel-immunterapisystem.