Nanomedizin gegen Krebsmetastasen
Metastasierender Krebs ist eine komplexe Krankheit, die schwer zu behandeln ist und von Person zu Person stark variiert. Während Primärtumore häufig durch eine Operation entfernt werden können, befallen metastasierende Krebsläsionen mehrere Organe und breiten sich in verschiedenen Körperkompartimenten aus. Dies erschwert sowohl die Behandlungsprotokolle, als auch die Heilung. Nanomedizin stellt eine vielversprechende therapeutische Modalität dar, da sie die Arzneimittelverabreichung an spezifische Zielorte verbessert. Die derzeitigen Arzneimitteltherapien sind oft nicht vollständig wirksam und verursachen bestimmte Komplikationen – von leichten bis zu schweren oder sogar lebensbedrohlichen Nebenwirkungen. Andere Nebenwirkungen wie Haarausfall können hingegen gemildert werden, was den Patientennutzen erhöht. „Wenn es um eine effizientere Behandlung von Krebs mit Nanoarzneimitteln geht, identifizieren wir nach und nach kritische Schritte, die für die Erzielung besserer Patientenergebnisse berücksichtigt werden müssen, wie die Entwicklung von Sonden und Protokollen zur Erleichterung der Patientenauswahl“, erklärt Twan Lammers(öffnet in neuem Fenster), Professor für Medizin an der Uniklinik RWTH Aachen. In dem vom Europäischen Forschungsrat(öffnet in neuem Fenster) finanzierten Projekt Meta-Targeting entwickelte Lammers und sein Team solche Methoden zur Patientenauswahl(öffnet in neuem Fenster) sowie neuartige, auf Nanomedizin basierende Kombinationsbehandlungen(öffnet in neuem Fenster), um die Effizienz zu verbessern und Nebenwirkungen zu verringern. Um beides in einer einzigen intravenösen Injektion zu vereinen, wurden im Rahmen des Projekts Nanokapseln entwickelt, die mit mehreren Arzneimitteln und einem bildgebenden Mittel „beladen“ sind. „Inwieweit Nanoarzneimittel die Akkumulation in metastatischen Läsionen tatsächlich verbessern, ist jedoch kaum bekannt, und es mangelt an systematischen Studien“, sagt Lammers. „Deshalb führten wir diese Untersuchung durch.“
Entwicklung neuer arzneimittelhaltiger Nanokapseln
Das Team konzentrierte sich auf neue Designs für Nanokapseln, die Arzneimittel abgeben und als polymere Mizellen bezeichnet werden. Das Zentrum der polymeren Mizelle ist wasserabstoßend und mit mehreren hydrophoben Arzneimitteln beladen, während die äußere Schale sehr gut wasserlöslich ist. Dadurch ist die Arzneimittelformulierung stabil und in biologischen Umgebungen wie dem menschlichen Körper anwendbar. Bei den bisher übersetzten polymeren Mizellen (die von Lammers' engen Mitarbeitenden Cristianne Rijcken und Wim Hennink entwickelt wurden) sind die Arzneimittel chemisch an ihren Kern gebunden. So wird verhindert, dass das Arzneimittel austritt, bevor es sein Ziel erreicht hat. Im Rahmen des Projekts Meta-Targeting konzentrierten sich die Forschenden auf eine neuere Mizellen-Plattform, bei der die Polymere und Arzneimittel durch physikalische Wechselwirkungen, insbesondere durch so genannte Pi-Elektronen, zusammengehalten werden. „Dadurch lässt sich die Plattform etwas einfacher präparieren und reinigen und kann auch leichter mit verschiedenen Arten von Arzneimitteln beladen werden, z. B. Arzneimittelkombinationen und bildgebenden Mitteln“, fügt Lammers hinzu.
Vielversprechende Ergebnisse in den Bereichen Multidrug-Abgabe, Tumor-Priming und zielgerichtete Metastasenbekämpfung
Das Team hat bereits mehrere Veröffentlichungen zu diesem Teil seiner Arbeit veröffentlicht, z. B. einen Konzeptnachweis für die Multidrug-Beladung in physikalisch stabilisierten polymeren Mizellen(öffnet in neuem Fenster), einschließlich erster experimenteller Beweise(öffnet in neuem Fenster) für eine verbesserte Behandlungswirksamkeit bei schwer behandelbaren Tumoren. Weitere Fortschritte wurden bei den Materialien und Methoden für das Priming von Tumoren und Metastasen für eine bessere Arzneimittelverabreichung erzielt. Hierfür wurden fortschrittliche Mikroblasen-Designs(öffnet in neuem Fenster) mit Ultraschall sowie Vorbehandlung stark fibrotischer Tumoren mit nano-formulierten Kortikosteroiden(öffnet in neuem Fenster) kombiniert. Zudem wurde in einer anderen Studie experimentell nachgewiesen, dass chemisch vernetzte polymere Mizellen, die mit einem Taxan und bildgebenden Mitteln beladen sind, Metastasen bei Mäusen mit dreifach negativem Brustkrebs effizient angreifen und behandeln können. Das Team wird das Potenzial seiner polymeren Mizellen weiter erforschen und andere neuartige Behandlungen für dreifach negativen Brustkrebs und weitere schwer behandelbare bösartige Erkrankungen entwickeln. Zwei Anträge auf EU-Folgefinanzierung wurden bereits gestellt.
