Ein multidisziplinäres Forschungsteam an der Vanderbilt University und dem Vanderbilt University Medical Center hat einen neuen Weg entdeckt, einen Tumor abzutöten, indem seine saure „Mikroumgebung“ zerstört wird, ohne normales Gewebe zu schädigen.
Das Ziel dieses unorthodoxen Ansatzes ist Hydroxylapatit (HAP), ein natürlich vorkommendes Mineral, das ein Hauptbestandteil von Knochen und Zähnen ist, aber auch von einigen Tumoren produziert wird.
In der extrazellulären Mikroumgebung, die Tumore umgibt und nährt, können HAP-Kristalle die Proliferation, das Fortschreiten und die Migration (Metastasierung) von Tumorzellen fördern. Allerdings fehlt HAP in normalem Weichgewebe, was es zu einem attraktiven Ziel für die Bildgebung und Behandlung von Krebs macht.
Mithilfe verschiedener molekularanalytischer Methoden identifizierten und synthetisierten die Forscher ein Nanopartikel, das, wenn es über eine injizierbare Lösung namens NSPS verabreicht wurde, Kalzium auf Tumor-assoziierten HAP-Kristallen chelatierte oder daran band, was zu deren Auflösung führte.
Die Auflösung löste eine lokalisierte Alkalose aus, eine plötzliche Umkehrung des Säuregehalts der Tumormikroumgebung, die stark genug war, um in Kultur gezüchtete Brustkrebszellen abzutöten und das Tumorwachstum in Tiermodellen für Brust-, Dickdarm-, Lungen- und Prostatakrebs beim Menschen zu verlangsamen.
Gleichzeitig zeigte NSPS eine begrenzte Interaktion mit normalem Weichgewebe und Knochen, berichten die Forscher in der Zeitschrift Krebsmedizin. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass NSPS in ihren Worten „ein einzigartiges und erstes neuartiges Krebstherapeutikum“ sein könnte.
Der korrespondierende Autor des Artikels, Mohammed Tantawy, Ph.D., MBA, ist wissenschaftlicher Mitarbeiter für Radiologie und radiologische Wissenschaften und Mitglied des Vanderbilt University Institute of Imaging Science am VUMC.
Die Mikroumgebung von Tumoren ist im Allgemeinen saurer als das umgebende normale Gewebe. Säure kann durch Veränderung der Struktur oder Aufnahme von Krebsmedikamenten zur Resistenz gegen Chemotherapie bei Tumoren wie dreifach negativem Brustkrebs beitragen, der eine hohe Rezidivrate und ein schlechtes Gesamtüberleben aufweist.
„Es besteht ein dringender klinischer Bedarf an neuen Behandlungsparadigmen, die das Ergebnis für Krebspatienten mit schlechter Prognose verbessern könnten“, stellten die Forscher fest. Während weitere Studien am Menschen notwendig sind, „hat NSPS erhebliches Potenzial, ein paradigmenverändernder Ansatz für die Behandlung von Krebspatienten mit schlechter Prognose zu sein.“
Tantawy fügte hinzu: „Im Institute of Imaging Science haben wir das Glück, Projekte wie dieses von der ersten Konzeption über die Entwicklung neuartiger Liganden zur Erkennung und Behandlung von Krebs bis hin zu In-vivo-Demonstrationen auf der Grundlage multimodaler Bildgebung und sogar an menschlichen Probanden durchführen zu können.“ .“
Mehr Informationen:
Mohammed N. Tantawy et al., Tumortherapie durch gezielte Bekämpfung von extrazellulärem Hydroxylapatit mithilfe neuartiger Medikamente: Ein Paradigmenwechsel, Krebsmedizin (2024). DOI: 10.1002/cam4.6812