Umwelt

Winzige „Medikamentenfabriken“ töten innerhalb von Tagen Krebs bei Mäusen

Eine neue Immuntherapie kann Eierstock- und Darmkrebs im fortgeschrittenen Stadium bei Mäusen in nur sechs Tagen ausrotten, berichten Forscher.

Die Therapie könnte später in diesem Jahr für klinische Studien am Menschen bereit sein.

Die Forscher verwendeten implantierbare „Medikamentenfabriken“ in der Größe eines Stecknadelkopfes, um kontinuierlich hohe Dosen von Interleukin-2 abzugeben, einer natürlichen Verbindung, die weiße Blutkörperchen aktiviert, um Krebs zu bekämpfen.

„Wir verabreichen nur einmal, aber die Arzneimittelfabriken stellen die Dosis jeden Tag dort her, wo sie benötigt wird, bis der Krebs eliminiert ist.“

Die arzneimittelproduzierenden Kügelchen können mit minimal-invasiven Eingriffen implantiert werden. Jedes enthält Zellen, die so konstruiert sind, dass sie Interleukin-2 produzieren, die von einer Schutzhülle umgeben sind.

Klinische Studien am Menschen könnten bereits in diesem Herbst beginnen, da eines der wichtigsten Designkriterien darin bestand, Krebspatienten so schnell wie möglich zu helfen, sagt Omid Veiseh, Assistenzprofessor für Bioingenieurwesen an der Rice University, dessen Labor die Behandlung entwickelt hat.

Die Forscher wählten nur Komponenten aus, die sich zuvor als sicher für die Anwendung beim Menschen erwiesen hatten, und sie haben die Sicherheit der neuen Behandlung in mehreren Tests bewertet.

„Wir verabreichen nur einmal, aber die Arzneimittelfabriken stellen die Dosis jeden Tag dort her, wo sie benötigt wird, bis der Krebs eliminiert ist“, sagt Veiseh.

„Sobald wir die richtige Dosis ermittelt hatten – wie viele Fabriken wir benötigten – konnten wir Tumore bei 100 % der Tiere mit Eierstockkrebs und bei sieben von acht Tieren mit Darmkrebs ausrotten.“

Wie in berichtet Wissenschaftliche Fortschritteplatzierten die Forscher arzneimittelproduzierende Kügelchen neben Tumoren und innerhalb des Peritoneums, einer sackartigen Auskleidung, die Darm, Eierstöcke und andere Bauchorgane stützt. Die Platzierung in diesem Hohlraum konzentrierte Interleukin-2 innerhalb von Tumoren und begrenzte die Exposition an anderer Stelle.

„Eine große Herausforderung auf dem Gebiet der Immuntherapie besteht darin, die Tumorentzündung und die Anti-Tumor-Immunität zu erhöhen und gleichzeitig systemische Nebenwirkungen von Zytokinen und anderen entzündungsfördernden Medikamenten zu vermeiden“, sagt Co-Autor Amir Jazaeri, Professor für gynäkologische Onkologie und Reproduktionsmedizin bei MD Anderson.

„In dieser Studie haben wir gezeigt, dass die ‚Medikamentenfabriken’ eine regulierbare lokale Verabreichung von Interleukin-2 und die Ausrottung von Tumoren in mehreren Mausmodellen ermöglichen, was sehr aufregend ist. Dies liefert eine starke Begründung für klinische Tests.“

Interleukin-2 ist ein Zytokin, ein Protein, das das Immunsystem verwendet, um Krankheiten zu erkennen und zu bekämpfen. Es ist eine von der FDA zugelassene Krebsbehandlung, aber die Hauptautorin Amanda Nash, eine Doktorandin in Veisehs Gruppe, sagt, dass die Arzneimittelfabriken eine stärkere Immunantwort hervorrufen als bestehende Interleukin-2-Behandlungsschemata, da die Kügelchen höhere Konzentrationen des Proteins direkt an Tumore abgeben .

“Wenn Sie die gleiche Konzentration des Proteins durch eine IV-Pumpe geben würden, wäre es extrem giftig”, sagt Nash. „Bei den Arzneimittelfabriken ist die Konzentration, die wir anderswo im Körper sehen, abseits der Tumorstelle, tatsächlich niedriger als das, was Patienten mit IV-Behandlungen tolerieren müssen. Die hohe Konzentration ist nur am Ort des Tumors.“

Der gleiche allgemeine Ansatz, der in der Studie verwendet wurde, könnte zur Behandlung von Krebserkrankungen der Bauchspeicheldrüse, der Leber, der Lunge und anderer Organe angewendet werden, sagt Nash. Die Arzneimittelfabriken könnten neben Tumoren und innerhalb der Auskleidungen platziert werden, die diese Organe und die meisten anderen umgeben, sagt sie.

Und wenn ein anderes Zytokin benötigt wird, um auf eine bestimmte Krebsform abzuzielen, können die Kügelchen mit gentechnisch veränderten Zellen beladen werden, die diese immuntherapeutische Verbindung herstellen.

Die äußere Hülle der Perle schützt ihre zytokinproduzierenden Zellen vor Angriffen des Immunsystems. Die Hüllen bestehen aus Materialien, die das Immunsystem als Fremdkörper erkennt, aber nicht als unmittelbare Bedrohung, und Veisehs Labor nutzte dies bei seinem Design.

„Wir fanden Fremdkörperreaktionen, die den Zytokinfluss aus den Kapseln innerhalb von 30 Tagen sicher und robust abschalteten“, sagt er. „Wir haben auch gezeigt, dass wir eine zweite Behandlung sicher durchführen können, falls dies in der Klinik notwendig werden sollte.“

Weitere Koautoren stammen von der University of Houston, der University of Virginia, dem MD Anderson Cancer Center der University of Texas, CellTrans Inc. und Rice.

Das Cancer Prevention Research Institute of Texas, Avenge Bio, das Emerson Collective, die Welch Foundation, die Rice University Academy of Fellows, die National Science Foundation und die National Institutes of Health finanzierten die Arbeit.

Avenge Bio, ein von Veiseh mitbegründetes Startup aus Massachusetts, hat die Zytokin-Factory-Technologie von Rice lizenziert. Jazaeri erhält eine Vergütung als Berater im wissenschaftlichen Beirat von Avenge Bio und hat die Beziehung zu MD Anderson gemäß seiner Richtlinie zu Interessenkonflikten offengelegt. Nash, Veiseh und die Co-Autoren Maria Jarvis, Samira Aghlara-Fotovat, Sudip Mukherjee, Andrew Hecht, Oleg Igoshin und David Zhang erklärten ihre Interessen über von Rice eingereichte Patente für die Zytokinfabriken. Igoshin, Veiseh und José Oberholzer sind bezahlte Berater für Avenge Bio. Nash, Zhang, Rahul Sheth, Oberholzer, Jazaeri und Veiseh sind an Avenge Bio beteiligt.

Quelle: Reis Universität


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