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ERC

NeoNaNo — Ergebnis in Kürze

Project ID: 309495
Gefördert unter: FP7-IDEAS-ERC
Land: Deutschland
Bereich: Gesundheit

Neue Werkzeuge für eine verbesserte Arzneimittelverabreichung bei Krebstumoren

Die Behandlung von Krebstumoren gestaltet sich aufgrund ihres Mikromilieus und Anomalien der sie versorgenden Blutgefäße überaus schwierig. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts NeoNaNo wurden Methoden entwickelt, um die Arzneimittelverabreichung bei Tumoren und die Wirksamkeit von Krebstherapien zu verbessern.
Neue Werkzeuge für eine verbesserte Arzneimittelverabreichung bei Krebstumoren
Die Arzneimittelverabreichung bei Tumoren gestaltet sich schwierig. Die Blutgefäße, mit denen sie zusammenhängen, sind abnormal strukturiert, ungleichmäßig verteilt und relativ schlecht durchblutet, sodass der Wirkstofftransport eine Herausforderung darstellt. Wenn die Arzneimittel verabreicht worden sind, erschwert das dichte und feindselige Mikromilieu des Tumors eine präzise Anvisierung des Tumors.

Im Rahmen des Projekts NeoNaNo (Neoadjuvant Nanomedicines for vascular Normalization) wurde daran gearbeitet, in Erfahrung zu bringen, ob durch eine Vorbehandlung von Tumoren mit entzündungshemmender Nanomedizin die Verabreichung von Arzneimitteln in den Bereichen verbessert werden könnte, in denen diese am dringendsten gebraucht werden. Im Zuge des Projekts wurde das Potenzial einer Vorbehandlung von Tumoren mit entzündungshemmender Nanomedizin überprüft, um die Grundlagen für eine effizientere Arzneimittel- und Sauerstoffversorgung des Tumor-Gefäßsystems zu schaffen, und somit die Wirksamkeit einer anschließend verabreichten Chemo- und Bestrahlungstherapie zu vergrößern.

Sowohl pharmakologische Behandlungen (liposomales Dexamethason, Anti-CCL2-Wirkstoffe, makrophagenmodulierende Proteine) als auch physikalische Kombinationsbehandlungen (Sonoporation) wurden überprüft, um die Verabreichung und Wirksamkeit von Standard-Chemotherapeutika (< 1 nm) und Nanomedizinformulierungen (10-100 nm) zu verbessern.

Die Herausforderung meistern

„Der erste Schritt zur Erreichung einer wirksameren Behandlung von Krebstumoren besteht darin, eine klare Vorstellung von der Tumorstruktur zu erlangen“, erklärte Professor Twan Lammers, der leitende Forscher des Projekts. „Daraufhin müssen wir die Arzneimittelverabreichung innerhalb dieser Struktur präzise visualisieren und quantifizieren.“

In der ersten Hälfte des Projekts NeoNaNo wurde in vivo und ex vivo eine kontrastverstärkte Mikro-Computertomographie (CT) optimiert, um quantitative 3D-Analysen von dem Gefäßnetzwerk bei Tumoren zu verbessern.

Um in Erfahrung zu bringen, wie gut das Arzneimittel verteilt wurde, und um festzustellen, ob es in dem Tumor eine Anstauung gab, nutzte das Team überdies eine CT-FMT-Tomographie (Computed Tomography, Fluorescence Molecular Tomography; hybride Computertomographie, molekulare Fluoreszenztomografie). Dies ermöglichte eine nichtinvasive und quantitative Beurteilung der Biodistribution und der Ansammlung von Nanomedizin-Formulierungen am Wirkort.

Mithilfe dieser Bildgebungstechniken wurden im Rahmen von NeoNaNo daraufhin die Auswirkungen einer vaskulären Normalisierung auf Tumor-Blutgefäße, auf die Arzneimittelverabreichung an Tumore und auf die therapeutische Wirksamkeit nanomedizinbasierter Kombinationstherapien beurteilt.

Die Wirksamkeit von Arzneimittelverabreichungssystemen steigern

„Wir stellten fest, dass wir den Kollagengehalt in Tumoren unter Verwendung von liposomalem Dexamethason verringern konnten. Dies half bezüglich der Ansammlung und Durchdringung von Wirkstoffen“, sagt Prof. Lammers von der Universität Aachen in Deutschland.

Die Projektforschung zeigte, dass auch Arzneimittelverabreichungssysteme von der Hemmung der CCL2-abhängigen Makrophageninfiltration profitierten, was als weiteren Vorteil die Abschwächung der pathologischen Angiogenese mit sich brachte. Schließlich wurde im Rahmen des Projekts unter Verwendung einer Kombination aus Ultraschall und Mikrobläschen gezeigt, dass es möglich ist, Blutgefäße in Tumoren und im Gehirn zu öffnen, und so die Extravasation und Penetration durch Arzneimittelverabreichungssysteme zu verbessern.

Die Erkenntnisse in Ergebnisse übertragen

Diese Erkenntnisse erweitern die Werkzeuge, auf die Klinikpersonal zur Vorbehandlung von Tumoren zurückgreifen können, damit diese besser auf herkömmliche Ansätze wie Chemo- und Bestrahlungstherapien anspringen.

Die Ergebnisse zeigten, dass pharmakologisches und physikalisches Priming, wie z. B. umfassend anwendbare Ultraschallprotokolle zur Verbesserung der Arzneimittelverabreichung an und in Tumore, die Arzneimittelverabreichung gegen Tumore verbessern kann. Priming kann ebenfalls dazu beitragen, die Wirksamkeit systemischer (nano-)chemotherapeutischer Eingriffe zu verbessern.

Liposomales Dexamethason wird jetzt im Rahmen eines ersten klinischen Versuchs am Menschen am Center for Clinical and Translational Research in Aachen im Hinblick auf die Behandlung eines multiplen Myeloms beurteilt.

„Unsere EU-Förderung durch NeoNaNo hat die Entwicklung von Kombinationstherapien gegen Tumore unterstützt“, sagt Lammers. „Durch NeoNaNo wurden relevante Schritte unternommen, um die pharmazeutische und klinische Entwicklung einer neuartigen liposomalen Kortikosteroid-Formulierung voranzubringen, die bei einer Anwendung in Kombination mit anderen Medikamenten für Patienten, die unter einem multiplen Myelom leiden, mehrere Vorteile mit sich bringen könnte.“

Verwandte Informationen

Schlüsselwörter

NeoNaNo, Krebs, Bildgebung, liposomales Dexamethason, Nanomedizin, Visualisierung, Arzneimittelverabreichung, Tumore
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