Τα προηγμένα νανοσωματίδια παρέχουν ένα νέο όπλο για

Τα νανοσωματίδια, ή μικρά μόρια που μπορούν να προσφέρουν ένα ωφέλιμο φορτίο φαρμακευτικών θεραπειών και άλλων παραγόντων, υπόσχονται τη θεραπεία του καρκίνου. Οι επιστήμονες μπορούν να τα φτιάξουν σε διαφορετικά σχήματα με διαφορετικά υλικά, συχνά ως πορώδεις, κρυσταλλικές δομές που σχηματίζονται από ένα δίκτυο μετάλλων και οργανικών ενώσεων ή ως κάψουλες που περικλείουν το περιεχόμενό τους μέσα σε ένα κέλυφος. Όταν αυτά τα σωματίδια εγχέονται σε έναν όγκο, μπορούν να απελευθερώσουν θεραπείες που επιτίθενται άμεσα στα καρκινικά κύτταρα ή να συμπληρώνουν άλλες θεραπείες όπως η ανοσοθεραπεία και η ακτινοθεραπεία.

Σε μια συλλογική προσπάθεια μεταξύ ογκολόγων και χημικών, ερευνητές του Πανεπιστημίου του Σικάγο έχουν διαμορφώσει ένα προηγμένο νανοσωματίδιο που φέρει μια ένωση που προέρχεται από βακτήρια για να στοχεύσει μια ισχυρή οδό του ανοσοποιητικού συστήματος που ονομάζεται STING. Αυτά τα σωματίδια διαταράσσουν τη δομή των αιμοφόρων αγγείων του όγκου και διεγείρουν την ανοσολογική απόκριση. Αυτή η προσέγγιση βοηθά επίσης να ξεπεραστεί η αντίσταση στις θεραπείες ανοσοθεραπείας σε ορισμένους όγκους του παγκρέατος και αυξάνει την ανταπόκριση στην ακτινοθεραπεία και στο γλοίωμα.

“Αυτή ήταν μια ασυνήθιστη συνεργασία μεταξύ ιατρικής και ανόργανης χημείας για την αντιμετώπιση αυτής της ανεκπλήρωτης ανάγκης για τη θεραπεία όγκων που δεν μπορούν να εξαιρεθούν από τη συμβατική θεραπεία”, δήλωσε ο Ralph Weichselbaum, MD, Daniel K. Ludwig Distinguished Service Professor and Chair of Radiation and Cellular Oncology στο Σικάγο. . Ήμασταν σε θέση να παρέχουμε ένα ανοσοδιεγερτικό που από μόνο του έχει αντικαρκινική δράση, επιτρέποντας την ακτινοβολία και την ανοσοθεραπεία για τη θεραπεία αυτών των όγκων.

«Τα νανοσωματίδια κυκλικού δι-AMP ψευδαργύρου στοχεύουν και καταστέλλουν όγκους μέσω της ενεργοποίησης του ενδοθηλιακού STING και της επανενεργοποίησης των μακροφάγων που σχετίζονται με τον όγκο», ανέφερε η μελέτη. Νανοτεχνολογία της φύσης Στις 26 Οκτωβρίου 2022.

Ψυχροί, ζεστοί και θερμότεροι όγκοι

Όπως πάντα με τον καρκίνο, ορισμένοι όγκοι είναι ανθεκτικοί ακόμη και στις πιο προηγμένες θεραπείες. Η ανοσοθεραπεία απελευθερώνει το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος για να βρει και να καταστρέψει καρκινικά κύτταρα, αλλά οι όγκοι πρέπει να είναι «καυτοί» ή φλεγμονώδεις, για να είναι αποτελεσματικές αυτές οι θεραπείες. Οι λεγόμενοι «κρύοι» όγκοι που δεν έχουν φλεγμονή μπορεί να κρύβονται από το ανοσοποιητικό σύστημα αλλά να συνεχίζουν να αναπτύσσονται και να δίνουν μεταστάσεις.

Σε ένα ζευγάρι μελετών που δημοσιεύθηκαν το 2014, ο Weichselbaum και άλλοι ερευνητές του UChicago έδειξαν ότι τα ποντίκια που δεν είχαν πρωτεϊνικό μονοπάτι που ονομάζεται STING δεν παρουσίασαν αποτελεσματική ανοσοαπόκριση στον καρκίνο σε συνδυασμό με ανοσοθεραπεία ή ακτινοθεραπεία υψηλής δόσης. STING, συντομογραφία για ΑγΠροσομοιωτής αυτο μεσατερφερόνη JΤο σύμπλεγμα των ενών είναι ένα σημαντικό μέρος της διαδικασίας στην οποία βασίζεται το ανοσοποιητικό σύστημα για να αναγνωρίσει απειλές όπως λοίμωξη ή καρκινικά κύτταρα, τα οποία χαρακτηρίζονται από την παρουσία κατεστραμμένου ή κακώς τοποθετημένου DNA, μέσα στο κύτταρο αλλά έξω από τον πυρήνα. .

Από τότε, το STING έχει γίνει ένας δελεαστικός στόχος για θεραπείες για τη θέρμανση των ψυχρών όγκων και τη θέρμανση των ήδη καυτών όγκων. Ωστόσο, αυτό ήταν μια πρόκληση επειδή τα φάρμακα που διεγείρουν την οδό STING είναι πολύ μικρά και υδατοδιαλυτά, επομένως όταν χορηγούνται ενδοφλεβίως, απομακρύνονται γρήγορα με νεφρική διήθηση και μπορούν να προκαλέσουν τοξικότητα σε υψηλές δόσεις.

Ο Δρ Wenbin Lin, καθηγητής Χημείας James Frank στο Σικάγο, ειδικεύεται στην κατασκευή νανοδομών που μπορούν να μεταφέρουν διάφορες ενώσεις στους όγκους. Τα νανοσωματίδια παγιδεύονται σε όγκους λόγω του αγγειακού τους συστήματος και του λεμφικού τους συστήματος, ώστε να μπορούν να παραδίδουν περισσότερο από το φορτίο τους ακριβώς εκεί που χρειάζεται. Η Lin έχει αναπτύξει έναν νέο τύπο σωματιδίων που ονομάζεται πολυμερή συντονισμού νανοκλίμακας (NCPs), τα οποία έχουν έναν μη τοξικό πυρήνα φωσφορικού ψευδαργύρου που περιβάλλεται από στρώματα λιπιδίων. Αυτά τα NCP έχουν το πλεονέκτημα ότι μπορούν να κατασκευαστούν για ελεγχόμενη απελευθέρωση και να ενισχύσουν την εναπόθεση φαρμάκου σε όγκους.

Εκπαιδευμένος ως ανόργανος χημικός, ο Lin λέει ότι βρίσκεται σε μοναδική θέση να εργαστεί σε ιατρικές θεραπείες λόγω της εμπειρίας του στο σχεδιασμό σωματιδίων με διαφορετικές ιδιότητες. «Πρόκειται για μια μοναδική τεχνολογία που είναι κατάλληλη για τη χορήγηση πολλών φαρμακευτικών παραγόντων. Γνωρίζουμε ήδη πώς να τροποποιήσουμε την επιφάνεια έτσι ώστε να μπορούν να κυκλοφορούν στο αίμα και να μην καταποντίζονται από μακροφάγα.

Μια ευέλικτη τεχνολογία

Στη νέα μελέτη, οι ομάδες Weichselbaum και Lin φόρτωσαν τα NCP με ένα νουκλεοτίδιο που ονομάζεται κυκλική διμερική μονοφωσφορική αδενοσίνη (CDA). Το CDA είναι μια μικρή ποσότητα DNA που παράγουν τα βακτήρια όταν εισβάλλουν σε έναν ξενιστή. Η ξαφνική εμφάνισή του -είτε από μόλυνση είτε απόρριψη από νανοσωματίδιο- πυροδοτεί την οδό STING και την έμφυτη ανοσολογική απόκριση του ξενιστή για την καταπολέμηση του καρκίνου.

Αυτή η ενισχυμένη ανοσοαπόκριση επιτίθεται στους όγκους με διάφορους τρόπους, καταστέλλοντας την ανάπτυξη του όγκου και αποτρέποντας τη μετάσταση σε διάφορους τύπους καρκίνου. Διέσπασε τα ενδοθηλιακά κύτταρα στα αιμοφόρα αγγεία των όγκων και αύξησε την εναπόθεση CDA στους όγκους. Παραδόξως, η ουσία αύξησε επίσης την ικανότητα των μακροφάγων που σχετίζονται με όγκους που είχαν διεισδύσει στους όγκους να παρουσιάζουν αντιγόνα που τους σημάδεψαν για επίθεση από αντικαρκινικά Τ κύτταρα.

Επιπλέον, αυτή η προσέγγιση έκανε τους μη φλεγμονώδεις, ψυχρούς όγκους του παγκρέατος πιο επιρρεπείς σε θεραπεία ανοσοθεραπείας. Ήταν επίσης αποτελεσματικό κατά του γλοιώματος και διέσχισε αποτελεσματικά τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό για να αντιστρέψει την αντίσταση στην ανοσοθεραπεία και να ενισχύσει τα αποτελέσματα της ακτινοθεραπείας.

Αυτό είναι το λαμπρό μέρος αυτών των νανοσκευασμάτων. Καταφέραμε να ενθυλακώσουμε έναν αγωνιστή STING που είναι εξαιρετικά ισχυρός και ενισχύει την έμφυτη και προσαρμοστική ανοσία.

Ο Lin, ο οποίος έχει δημιουργήσει μια startup που ονομάζεται Coordination Pharmaceuticals για την ανάπτυξη NCPs, είναι ενθουσιώδης για τις δυνατότητές τους για περαιτέρω κλινικές χρήσεις.

Αυτό έχει τεράστιες δυνατότητες γιατί δεν περιοριζόμαστε σε μία μόνο σύνθεση. «Μπορούμε να διαμορφώσουμε άλλα νουκλεοτίδια και να χρησιμοποιήσουμε άλλα φάρμακα στο ίδιο NCP». Αυτή η τεχνολογία είναι ευέλικτη και διερευνούμε τρόπους για τη βελτιστοποίηση των σκευασμάτων για τη συμμετοχή περισσότερων υποψηφίων NCP σε κλινικές δοκιμές. «Οι μικρές νεοφυείς επιχειρήσεις μπορούν να προωθήσουν κλινικούς υποψήφιους σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα από τις μεγάλες φαρμακευτικές εταιρείες».

This study, “Targeting Cyclic Nanoparticles and Suppressing Tumors through Activation of Endothelial Sting and Enhancement of Tumor-Associated Macrophages,” was supported by the Ludwig Foundation, NIH (grants R01CA262508, R01CA23184, R01CA21CA216436, R01CA216436, R01CA23184, R01CA231831, R01CA231831 , R01CA23184, R01CA23184, R01CA23. Wang και Xiaona Huang από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο, Chuanhui Han από το Πανεπιστήμιο του Πεκίνου, Κίνα, Shirui Li και Jenny Pi Ting από το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας στο Chapel Hill και Yang Xinfu από το Πανεπιστήμιο Tsinghua, Κίνα.


Αποποίηση ευθυνών: AAAS και EurekAlert! δεν ευθύνονται για την ακρίβεια των ειδήσεων που δημοσιεύονται στο EurekAlert! Σε συνεργασία με ιδρύματα ή για χρήση οποιασδήποτε πληροφορίας μέσω του συστήματος EurekAlert.

Leave a Comment