In Mäuse implantierte Mikro-"Drogenfabriken" eliminieren Tumore in 7 Tagen

Gianluca Riccio

Medizin

Amanda Nash und Omid Veiseh

Diese „Fabriken“, die in der Lage sind, das Medikament kontinuierlich gezielt abzugeben, wurden Mäusen injiziert und heilten Darm- und Eierstockkrebs in knapp einer Woche.

Die Schwierigkeit, Krebsmedikamente an den richtigen Stellen und in der richtigen Menge zu bekommen, ist nur eines der vielen Hindernisse, die Krebsbehandlungen verlangsamen. Ein neuartiger Implantattyp wurde bei entwickelt Rice University löst beide Probleme, indem es winzige "zelluläre Maschinen" transportiert, die kontinuierliche Dosen von Anti-Krebs-Chemikalien produzieren und verteilen, die Eierstocktumoren in Mäusen in nur einer Woche vollständig entfernen können.

Die Forscher, die diese faszinierende neue Art der immuntherapeutischen Krebstherapie entwickelt haben, haben sie „Medikamentenfabriken“ genannt, weil sie, einmal installiert, die Chemikalien, die zur Beseitigung von Tumoren benötigt werden, selbst herstellen können. Die Implantate bestehen aus winzigen Kügelchen von der Größe eines Stecknadelkopfes: Sie enthalten sorgfältig ausgewählte Zellen, die in einer Schutzhülle eingeschlossen sind.

Die Forschung wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft Fortschritte.

Drogenfabriken

Amanda Nash Drogenfabriken
Amanda Nash, Bioingenieurin der Rice University, arbeitet an neuen Arten der Krebsbehandlung, die als „Drogenfabriken“ bezeichnet werden

Diese kugelförmigen Partikel werden hergestellt, um eine natürliche Chemikalie namens Interleukin-2 zu produzieren, ein Zytokin, das weiße Blutkörperchen dazu veranlasst, bei den Bemühungen des Körpers, Krebs zu bekämpfen, aktiv zu werden.

Diese Kügelchen wurden erstmals in kürzlich durchgeführten Labortests getestet. Die Forscher „schleuderten“ sie in bösartige Tumore innerhalb des Peritoneums, der Membran, die die Bauchhöhle auskleidet. Hier wurde gezeigt, dass Arzneimittelfabriken selektiv eine Konzentration von Interleukin-2 innerhalb von Tumoren erzeugen, ohne an anderer Stelle zu landen.

Die durchgeführten Experimente

Dem ersten Nachweis folgte die Forschung an Mausmodellen von fortgeschrittenen Eierstock- und Dickdarmtumoren. Die Kugeln machten Furore und zerstörten Tumore bei Nagetieren in knapp einer Woche. Am wichtigsten ist, dass sie nur hohe Dosierungen der Medikamente direkt an die Tumorstelle abgaben, um eine Toxizität für gesunde Zellen zu vermeiden.

„Wir verabreichen sie nur einmal, aber Arzneimittelfabriken verteilen weiterhin, was benötigt wird, wo es benötigt wird. Bis der Krebs beseitigt ist“, sagt er Omid Veiseh, Assistenzprofessor für Bioingenieurwesen. 

Nachdem wir die richtige Dosierung der zu verwendenden "Fabriken" entdeckt hatten, kamen die Ergebnisse. Wir haben die Tumore losgeworden bei 100 % der Tiere mit Eierstockkrebs und sieben von acht mit Darmkrebs.

Was ist der Schlüsselfaktor dieser Lösung?

Schutzverpackungen spielen in Arzneimittelfabriken eine entscheidende Rolle, nicht nur um deren Inhalt zu schützen. Diese Hülle besteht aus Materialien, die der Körper als fremd wahrnimmt, aber erst nach einer bestimmten Zeit als potenzielle Gefahr, der man sich stellen muss. Folglich wird die Therapie nicht unbegrenzt fortgesetzt.

„Wir fanden heraus, dass die Fremdkörperreaktionen die Freisetzung von Zytokinen aus den Kapseln nach 30 Tagen effektiv und sicher blockierten“, sagt Veiseh. „Darüber hinaus haben wir gezeigt, dass sogar ein zweiter Therapiezyklus sicher durchgeführt werden kann, falls dies erforderlich sein sollte.“

Als sie sich daran machten, diese winzigen pharmazeutischen Labore zu bauen, waren die Wissenschaftler besorgt darüber, nur Komponenten zu verwenden, die sich bereits als sicher für den menschlichen Gebrauch erwiesen haben. L'Interleukin-2 ist eine von der FDA zugelassene Krebstherapie, und diese neue Technologie zur Abgabe hoher Dosen direkt an Tumorstellen erzeugt eine robustere Immunantwort.

In dieser Studie haben wir in mehreren Mausmodellen gezeigt, dass „Drogenfabriken“ eine einstellbare lokale Verabreichung von Interleukin-2 und eine Tumorauslöschung ermöglichen. Das macht uns gespannt auf klinische Studien.

Amir Jazaeri, Mitautor der Studie

Diese Technik, sagen sie an der Rice University, kann gegen andere bösartige Tumore eingesetzt werden: Es reicht aus, die Sphären der "Drogenfabriken" mit verschiedenen Zelltypen einzurichten, um verschiedene immunologische Reaktionen hervorzurufen.

Klinische Studien am Menschen von Arzneimittelfabriken sollen bereits 2022 beginnen.