Hoe hersenkanker te stoppen met hondsdolheid

Wetenschappers proberen gebruik te maken van het vermogen van het rabiësvirus (links) om zenuwcellen binnen te dringen.

KATERYNA KON / SCIENCE PHOTO LIBRARY / Science Photo Library / Newscom

Hoe hersenkanker te stoppen met hondsdolheid

Van Matt BloisFeb. 10, 2017, 17:15 uur

Een meedogenloze moordenaar kan binnenkort patiënten met hersenkanker helpen. Het rabiësvirus, dat tienduizenden mensen per jaar doodt, heeft een zeldzaam vermogen om zenuwcellen binnen te komen en deze te gebruiken als een kanaal om hersenweefsel te infecteren. Nu proberen wetenschappers deze strategie na te bootsen om tumordodende nanodeeltjes in hersentumoren te brengen. Tot nu toe is aangetoond dat de aanpak alleen werkt bij muizen. Als ze succesvol zijn bij mensen, kunnen deze nanodeeltjes artsen op een dag helpen om de behandeling rechtstreeks naar tumoren te sturen zonder gezonde cellen te beschadigen.

Het rabiësvirus, grotendeels overgedragen door de beten van geïnfecteerde dieren, is in de loop van duizenden jaren geëvolueerd om zenuwcellen te kapen, waarmee het van geïnfecteerd spierweefsel in de hersenen klimt. Daardoor kan het een grote hindernis omzeilen: de bloed-hersenbarrière, een selectief membraan dat de meeste ziekteverwekkers buiten houdt die door de bloedbaan reizen. Maar de barrière voorkomt ook behandelingen like kankergeneesmiddelen vanaf het bereiken van geïnfecteerde cellen, waardoor opties voor patiënten worden beperkt.

Om dit probleem te omzeilen, zoeken wetenschappers naar het virus voor inspiratie. Onderzoekers hebben al kankerbestrijdende geneesmiddelen verpakt in nanodeeltjes bedekt met een deel van een oppervlakte-eiwit van rabiës dat het virus in het centrale zenuwstelsel laat glijden. Nu heeft een team van onderzoekers van de Sungkyunkwan University in Suwon, Zuid-Korea, nog een stap verder gezet. Nanodeeltjes-expert Yu Seok Youn en zijn team hebben gouddeeltjes ontworpen zodat ze dezelfde staafachtige vorm en grootte hebben als het virus. De vorm van het nanodeeltje geeft het meer oppervlakte dan bolvormige deeltjes, waardoor het vermogen van het oppervlakte-eiwit om te binden aan receptoren op zenuwcellen die als een toegangspoort tot het zenuwstelsel dienen, wordt verbeterd. De deeltjes dragen geen medicijnen, maar de kleine gouden staafjes absorberen gemakkelijk laserlicht, dat ze opwarmt en het omliggende weefsel doodt.

Om te zien of deze nieuwe deeltjes effectief zouden kunnen zijn tegen tumoren, injecteerden Youn en zijn team ze eerst in de staartaders van vier muizen met hersentumoren. De nanodeeltjes reisden snel naar de hersenen, waar ze zich ophoopten nabij de tumorplaatsen. Het team vuurde vervolgens een nabij-infraroodlaser op de nanodeeltjes af en verwarmde ze tot bijna 50 ° C. Het licht ging onschadelijk door huid en botten, maar warmte van de gouddeeltjes straalde naar buiten en kookte effectief nabijgelegen kankercellen. De behandeling heeft de grootte van de tumoren aanzienlijk verkleind, melden Youn en zijn collega's deze maand in Advanced Materials. In een ander experiment gebruikten de onderzoekers dezelfde behandeling bij muizen met tumorcellen die in hun flanken waren geïnjecteerd. Tumoren op twee van de muizen verdwenen na 7 dagen, terwijl de andere tumoren krompen tot ongeveer de helft van hun oorspronkelijke grootte.

Nog steeds onzeker is hoe de nanodeeltjes de tumorcellen bereikten. Youn zegt dat ze waarschijnlijk hetzelfde pad hebben afgelegd als het rabiësvirus door het centrale zenuwstelsel. Dat zou de nanodeeltjes goede kandidaten maken voor de behandeling van andere kankers die zich op de route bevinden, zegt hij.

Maar niet iedereen is overtuigd. Rachael Sirianni, een wetenschapper voor medicijnafgifte aan het Barrow Neurological Institute in Phoenix, vraagt ​​zich af of de nanodeeltjes daadwerkelijk in de tumorcellen zijn terechtgekomen. Normaal gesproken duurt het lang voordat het rabiësvirus het centrale zenuwstelsel doorkruist, terwijl de nanodeeltjes van Youn in enkele uren de tumorcellen bereikten. Ze kunnen nog steeds effectief zijn bij het onderdrukken van tumoren, maar ze kunnen leiden tot andere, ongewenste bijwerkingen. Het ideale scenario is [dat] alleen de tumorcellen deze gouden nanostaafjes opnemen, zegt Sirianni. In werkelijkheid waarschijnlijk krijgen youre deze staven vasculaire cellen tussen vasculaire cellen en [slechts] sommige van de tumor.”Lekkage buiten de tumorcellen zou betekenen dat de verwarmde deeltjes zouden potentieel bak daarbij gezonde cellen.

Een andere zorg, volgens Feng Chen, een materiaalwetenschapper in het Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York City, is toxiciteit. Grote nanodeeltjes zoals deze komen vaak in de lever terecht en doen er lang over om op te ruimen. Dat kan het uitdagender maken om de therapie klaar te maken voor menselijke proeven en goedkeuring van de Food and Drug Administration, zegt Chen.

Maar Youn gaat vooruit. Hij zegt dat de nieuwe nanodeeltjes zich bij voorkeur ophopen in tumoren, wat de bijwerkingen van huidige kankerbehandelingen die meestal gezonde cellen doden samen met de beoogde kankercellen, drastisch zou kunnen verminderen. "Onderzoekers moeten ... nanodeeltjes ontwikkelen, precies en effectief om tumoren te bestrijden, " zegt hij. "Dat is mijn verplichting."