Technion Universiteit: onderzoekers hebben originele technologie ontwikkeld voor de behandeling van kanker met behulp van nanodeeltjes die helemaal geen medicijnen bevatten

Assistent. Prof. Assaf Zinger en Ofri Vizenblit. Foto Rami Shelush, woordvoerder van Technion

Een innovatieve technologie, ontwikkeld door onderzoekers van het Technion-Israel Institute of Technology, zou een fundamentele verandering in de kankerbehandeling teweeg kunnen brengen, meldt o.a. Ynet.

Ze creëerden geavanceerde nanodeeltjes die agressieve triple-negatieve borstkankertumoren succesvol stoppen – zonder ook maar één medicijnmolecuul vrij te geven. De deeltjes werken via een complexe interactie met het immuunsysteem, waardoor de spelregels veranderen doordat ze een biologische boodschap afgeven aan de tumoromgeving en aan immuunsysteemcellen.

De studie, gepubliceerd in ACS Nano, werd geleid door promovendus Ofri Vizenblit, met assistentie van promovendus Rawan Mhajne, onder supervisie van universitair docent Assaf Zinger, hoofd van het Bioinspired Nano Engineering and Translational Therapeutics Laboratory aan de Wolfson Faculty of Chemical Engineering.

Triple-negatieve borstkanker wordt beschouwd als een van de meest agressieve en moeilijk te behandelen kankersoorten. Het kenmerkt zich door een snelle progressie en een hoge resistentie tegen conventionele therapieën. De nieuwe paradigmaverschuiving die door onderzoekers van Technion wordt gepresenteerd, is gebaseerd op een revolutionaire aanpak: in plaats van de kankercellen zelf aan te vallen, richt het zich op de omgeving waarin ze bestaan ​​en zich ontwikkelen.

Kankercellen gebruiken een reeks 'strategieën' om het immuunsysteem te omzeilen, dat ze juist zou moeten herkennen en vernietigen. Een van de belangrijkste strategieën is het rekruteren van immuuncellen. In zulke gevallen worden witte bloedcellen, met name macrofagen – die normaal gesproken het lichaam beschermen – door de tumor 'gekaapt', ondersteunen ze de groei ervan en voorkomen ze dat het immuunsysteem de tumor effectief kan aanvallen.

De door de onderzoekers van Technion ontwikkelde nanodeeltjes, MPsomes genaamd, fungeren als een biologisch lokmiddel. Ze concurreren met immuuncellen om bindingsplaatsen in de tumoromgeving en blokkeren de toegang van schadelijke cellen tot de tumor. De deeltjes werden getest in celculturen en in preklinische muismodellen van triple-negatieve borstkanker. De experimentele resultaten toonden aan dat de deeltjes zich in uitzonderlijk hoge concentraties rond de tumor ophopen en de groei ervan remmen met een effectiviteit die vergelijkbaar is met die van bestaande behandelingen.

Assaf Zinger Lab - De onderzoeksgroep. Foto Rami Shelush, woordvoerder van Technion

Een bijkomend voordeel dat door de onderzoekers wordt benadrukt, is de produceerbaarheid: het proces dat aan het Technion is ontwikkeld, maakt de productie mogelijk van ongeveer 20 ml nanodeeltjes per minuut (ongeveer 1,2 liter per uur). Bovendien bestaat de deeltjesbasis grotendeels uit materialen die door de FDA als algemeen veilig (GRAS) worden beschouwd, een factor die de overgang naar klinische proeven en uiteindelijk naar medisch gebruik kan vergemakkelijken.

De resultaten waren bijzonder verrassend: in preklinische experimenten bleken de deeltjes zich niet alleen in de tumor op te hopen, maar ook de groei ervan te remmen, vergelijkbaar met de effecten van geavanceerde immunotherapieën die momenteel voor klinisch gebruik zijn goedgekeurd.

Dit alles zonder medicijnen, chemotherapie of antilichamen. "Dit is een conceptuele verschuiving", legden de onderzoekers uit. "De therapeutische werkzaamheid komt niet voort uit de afgifte van een werkzame stof, maar uit de biologische informatie die op het oppervlak van het nanodeeltje is gecodeerd." Met andere woorden, het is de interactie met het immuunsysteem zelf die het therapeutische effect teweegbrengt.

Naast het remmen van tumorgroei toonden de onderzoekers aan dat de deeltjes de samenstelling van immuuncellen in de tumoromgeving veranderen: minder cellen die de tumorontwikkeling bevorderen en meer cellen die de tumor aanvallen. Bovendien werden er geen tekenen van toxiciteit in vitale organen waargenomen. Het onderzoek bevindt zich nog in de preklinische fase en is tot nu toe alleen getest op muizen. De onderzoekers hopen echter dat het in de toekomst mogelijk zal zijn om door te gaan naar klinische proeven bij mensen en wellicht de weg vrij te maken voor een nieuwe generatie kankertherapieën, therapieën die helemaal geen medicijnen vereisen.

Assistent-professor Assaf Zinger behaalde zijn bachelordiploma aan de Faculteit Biomedische Technologie van het Technion en zijn doctoraat aan de Wolfson Faculteit Chemische Technologie. Hij keerde in oktober 2021 terug naar de Wolfson Faculteit als docent, na een postdoctoraal fellowship te hebben afgerond in het Houston Methodist Hospital in Texas. Ofri Vizenblit, eveneens afgestudeerd aan de Faculteit Biomedische Technologie van het Technion, trad direct na haar bachelordiploma toe tot het laboratorium van Zinger, en dit artikel maakt deel uit van haar promotieonderzoek.

"Hoewel we ons hier op een specifiek type kanker hebben gericht," concludeerde dr. Zinger, "is dit een baanbrekende ontdekking die kan leiden tot de ontwikkeling van nieuwe therapeutische platforms die effectiever en veiliger zijn. Ik hoop van harte dat we een manier zullen vinden om deze uitvinding in de kliniek te introduceren."

Het onderzoek werd ondersteund door het Israel Cancer Research Fund (ICRF), de Israel Science Foundation (ISF), de Europese Unie (ERC Starting Grant), het Ministerie van Innovatie, Wetenschap en Technologie (MOST), de Israel Cancer Association, het Russell Berrie Nanotechnology Institute aan het Technion en de Alon- en Seiden-beurzen voor nanotechnologie en opto-elektronica.