Denne spesialiserte gelen kan forbedre kreftterapi
Forskere utvikler nå et nytt verktøy innen kreftterapi: en spesialisert gel som er i stand til å levere kombinasjonsmedisiner rett til svulsten.
Et sentralt problem for kreftforskning er hvordan man kan levere behandlinger på den mest effektive måten, samt hvordan man målretter svulster direkte, minimerer invasivitet og maksimerer suksess.
Kjemoterapi bruker kjemiske midler for å målrette og ødelegge kreftceller - eller i det minste forhindre dem i å formere seg - og det er en av de mest utbredte behandlingene for kreft.
Forskere erkjenner at cellegift kan fungere mer effektivt i noen tilfeller hvis det leveres sammen med immunterapi - en type behandling som er fokusert på å styrke kroppens eget immunsystem, slik at det kan forsterke en persons naturlige barrierer mot kreft.
Nå har forskere basert ved University of North Carolina School of Medicine i Chapel Hill og North Carolina State University i Raleigh eksperimentert med et nytt injiserbart medium.
Senior studieforfatter Zhen Gu og hans kolleger har utviklet et "bioresponsivt stillas-system" - et polymernettverk, som ligner på en gel, som leverer en kombinasjon av cellegift og immunterapi direkte til kreftsvulstene når den injiseres.
I den nye studien testet Gu og teamet sitt injiserbare gelignende medium på bestemte typer kreftsvulster: B16F10 melanom og 4T1 brystkreft. Forskerne er imidlertid sikre på at mediet også kan brukes like vellykket på andre typer kreftsvulster.
Forskerne rapporterer resultatene av studien - utført på en musemodell - i journalen Science Translational Medicine.
Innovativt medium for kombinasjonsterapi
Teamet startet med forutsetningen om at cellegift og immunterapi i visse tilfeller fungerer bedre sammen - spesielt hvis kreftsvulstene først blir utsatt for cellegift og deretter for immunterapi.
Dette er fordi selv om immunterapi kan være veldig effektivt for å øke immunforsvarets respons slik at det begynner å angripe kreftceller, kan immunforsvaret da også feilaktig rette seg mot sunne celler.
En type immunterapi, for eksempel, bruker medisiner som kalles immunkontrollhemmere, som "blokkerer visse proteiner" som noen ganger brukes av kreftceller som et "skjold" mot kroppens immunrespons.
Når disse proteinene er blokkert, kan immunforsvaret igjen utløse celledød og drepe visse kreftceller.
Immunsjekkhemmere gir forbedrede resultater når de er parret med cellegift, så Gu og teamet hans utviklet sitt bioresponsive stillas for å kunne holde en kombinasjon av cellegift og immunterapi og levere det rett til primære svulster.
Gjennom sin direktehet vil denne tilnærmingen være mer effektiv og kan bidra til å redusere legemidlets innvirkning på sunt vev andre steder i kroppen.
En smart terapeutisk tilnærming
"Vi har laget en enkel metode," sier Gu, "for å bruke cellegift mens vi utnytter svulstens biologi og vårt naturlige forsvar mot fremmede inntrengere for å slå tilbake svulstutviklingen med begrensede bivirkninger."
Mediet smelter sammen i et gelignende stoff en gang injisert i kroppen, og leverer de terapeutiske midlene rett til den målrettede svulsten.
"Trikset er at gelen kan dannes raskt inne i kroppen når en biokompatibel polymer og dens tverrbindingsmiddel er blandet sammen," forklarer co-lead studieforfatter Jinqiang Wang.
"Vi sørget for at et av disse midlene kan spaltes fra hverandre av reaktive oksygenarter, eller ROS - et naturlig kjemisk biprodukt av cellemetabolisme," legger han til.
Høye ROS-nivåer er karakteristiske for de fleste krefttyper, og de er kjent for å spille en viktig rolle i svulstvekst og metastase.
Derfor, siden ROS er rikelig i kreftsvulster, ville det gelignende mediet - som er designet for å falle fra hverandre når det kommer i kontakt med ROS - oppløse seg, slik at de terapeutiske midlene kan gjøre jobben sin.
Eksperimenter gir lovende resultater
Før de injiserte det i svulster, fylte teamet den bioreaktive stillaset med cellegift med gemcitabin og anti-PD-L1 antistoff, som er et immunterapi middel som blokkerer kontrollpunktet protein PD-L1.
Dette proteinet er i stand til å avskrekke immunresponsen fra å utløse død av kreftceller. Når "møter" ROS i kreftsvulster, ville gelen deretter begynne å oppløses gradvis, og frigjorde først cellegiftmidlet og deretter immunsjekkpunkthemmeren.
"Den cellegiftkjemoterapi kan først drepe noen kreftceller og øke svulstens følsomhet overfor ICB-terapi, som deretter stimulerer effektiviteten av ICB-behandlingen."
Studer medforfatter Gianpietro Dotti
"Ved nedbrytning av gelen," legger han til, "kan ROS-nivået i svulststedet reduseres, noe som også bidrar til å hemme svulstveksten."
Så langt har studiens resultater vist mye løfte. Når den ble injisert på stedet av en primær svulst, gjorde gelen svulstens mikromiljø mer sårbart for terapeutiske midler.
Videre, hvis den injiseres på stedet der en primær svulst ble fjernet kirurgisk, så den legemiddelbelastede gelen ut til å effektivt hindre kreften i å komme tilbake.
"Når det gjelder potensialet i denne tilnærmingen, bør forskere undersøke biokompatibiliteten til å bruke gelstillaset til klinisk fordel," forklarer Gu og legger til: "I mellomtiden vil vi optimalisere dosene av kombinasjonsmedisiner så vel som behandlingsfrekvenser."
