Forscher der Universität Tel Aviv haben bewiesen, dass ein auf Lipid-Nanopartikeln basierendes Arzneimittelabgabesystem RNA nutzen kann, um die Resistenz sowohl gegen Chemotherapie als auch gegen Immuntherapie bei Krebsbehandlungen zu überwinden. Die Studie eröffnet einen neuen Weg zu einem personalisierten und zielgerichteten Kampf gegen Krebs. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift veröffentlicht Fortgeschrittene Werkstoffe.
Die Studie wurde von TAU-Vizepräsident für Forschung und Entwicklung, Prof. Dan Peer, Leiter des Labors für Präzisions-Nanomedizin an der Shmunis School of Biomedicine and Cancer Research, Wise Faculty of Life Sciences, und Mitglied des Roman Abramovich Center for Nanoscience and Nanotechnology, geleitet , zusammen mit dem Postdoktoranden Dr. Seok-Beom Yong aus Südkorea. Die Studie wurde über einen ERC-Grant der Europäischen Union und ein Forschungsstipendium der koreanischen Regierung finanziert.
Die Chemo-Immuntherapie, die Chemotherapie mit Immuntherapie kombiniert, gilt als der fortschrittlichste Behandlungsstandard für verschiedene Krebsarten. Während die Chemotherapie Krebszellen zerstört, regt die Immuntherapie die Zellen des Immunsystems dazu an, die verbleibenden Krebszellen zu erkennen und anzugreifen. Viele Patienten sprechen jedoch nicht auf eine Chemo-Immuntherapie an, was bedeutet, dass die Behandlung nicht ausreichend zielgerichtet ist. Prof. Peer und sein Team sind weltweit die ersten, die die Machbarkeit eines Drug-Delivery-Systems auf der Basis von Lipid-Nanopartikeln nachweisen, die ihre Ladung nur an den spezifisch angegriffenen Zellen abgeben – Krebszellen für die Chemotherapie und Immunzellen für die Immuntherapie.
Videorecherche. Bildnachweis: Universität Tel Aviv
„In unserem System ist ein einzelnes Nanopartikel in der Lage, in zwei verschiedenen Arenen zu agieren“, erklärt Prof. Peer. „Es erhöht die Empfindlichkeit von Krebszellen, die gegenüber einer Chemotherapie resistent sind, während es gleichzeitig Immunzellen wiederbelebt und ihre Empfindlichkeit gegenüber Krebszellen erhöht. Somit bieten wir mit einem genau zielgerichteten Nanopartikel zwei verschiedene Behandlungen an sehr unterschiedlichen Stellen an. Wir haben dieses System in zwei Arten getestet von Labormodellen – eines für metastasiertes Melanom und das andere für einen lokalen soliden Tumor. In beiden Populationen beobachteten wir positive Effekte unseres Verabreichungssystems.“
Die neue Entwicklung des Teams von Prof. Peer baut auf einer weiteren jüngsten Entdeckung auf: Ein Enzym namens HO1 wird von Krebszellen verwendet, um sowohl einer Chemotherapie zu widerstehen als auch sich vor dem Immunsystem zu verbergen. Das Abschalten von HO1 im Tumor gilt daher in der klinischen Forschung als optimale Strategie, aber bisher führten alle Versuche, das Enzym abzuschalten, zu schweren Nebenwirkungen.
„Chemoresistente Tumore stellen eine große Herausforderung in unserem endlosen Kampf gegen den Krebs dar“, sagt Prof. Peer. „Wir wollen das Enzym HO1 zum Schweigen bringen, das es Tumoren ermöglicht, Resistenzen gegen Chemotherapien zu entwickeln und sich vor dem Immunsystem zu verbergen. Aber die bestehenden Methoden, um HO1 zum Schweigen zu bringen, ähneln der Verwendung eines F-16-Kampfflugzeugs, um eine winzige Ameise zu sprengen. Unser neues Nanomedikament weiß es wie man genau auf die Krebszellen abzielt, das Enzym zum Schweigen bringt und den Tumor einer Chemotherapie aussetzt, ohne die umliegenden gesunden Zellen zu schädigen.Anschließend gelangt dasselbe Nanopartikel zu den T-Zellen des Immunsystems und programmiert sie neu, um Krebs zu erkennen Aktive, hochaggressive Tumore können sich vor dem Immunsystem verbergen und wir stellen die Fähigkeit der Immunzellen wieder her, den Krebs als Fremdkörper zu erkennen und ihn zu bekämpfen.“
„Dies ist das erste Beispiel für ein einzelnes Medikament, das auf einem RNA-beladenen Nanopartikel basiert und zwei sehr unterschiedliche, sogar gegensätzliche Aufgaben erfüllt“, fügt Prof. Peer hinzu. „Dies ist nur eine erste Studie, aber sie hat ein enormes Potenzial im laufenden Kampf gegen den Krebs.“
Seok‐Beom Yong et al, Dual‐Targeted Lipid Nanotherapy Boost for Chemo‐Immunotherapy of Cancer, Fortgeschrittene Werkstoffe (2022). DOI: 10.1002/adma.202106350