Ett Mayo Clinic-forskargrupp har utvecklat en ny typ av cancerbekämpande nanopartiklar som syftar till att krympa bröstcancertumörer, samtidigt som det förhindrar återfall av sjukdomen. I studien, publicerad idag i Naturnanoteknik , möss som fick en injektion med nanopartikeln visade en minskning av tumören med 70 till 80 procent. Mest signifikant, möss behandlade med dessa nanopartiklar visade resistens mot framtida tumöråterfall, även när de utsätts för cancerceller en månad senare.

Resultaten visar att den nydesignade nanopartikeln gav kraftfulla antitumörimmunsvar mot HER2-positiva bröstcancer. Bröstcancer med högre nivåer av HER2 -protein är känt för att växa aggressivt och sprida sig snabbare än de utan mutationen.

"I denna proof-of-concept studie, vi blev förbluffade över att upptäcka att djuren som behandlats med dessa nanopartiklar visade en bestående anticancereffekt, "säger Betty Y.S. Kim, M.D., Ph.D., huvudutredare, och en neurokirurg och neurovetenskapare som specialiserat sig på hjärntumörer på Mayo Clinics Florida campus. "Till skillnad från befintliga cancerimmunterapier som endast riktar sig till en del av immunsystemet, våra specialdesignade nanomaterial engagerar aktivt hela immunsystemet för att döda cancerceller, uppmanar kroppen att skapa sitt eget minnessystem för att minimera tumöråterfall. Dessa nanomediciner kan utökas till olika typer av cancer och andra sjukdomar hos människor, inklusive neurovaskulära och neurodegenerativa störningar. "

Dr Kims team utvecklade nanopartikeln, som hon har döpt till "Multivalent Bi-specific Nano-Bioconjugate Engager, "en patenterad teknik med Mayo Clinic Ventures, en kommersialiseringsarm för Mayo Clinic. Den är belagd med antikroppar som riktar sig mot HER2 -receptorn, en vanlig molekyl som finns på 40 procent av bröstcancer. Det är också belagt med molekyler som engagerar två olika aspekter av kroppens immunsystem. Nanopartikeln skärper tumören genom att känna igen HER2 och hjälper sedan immuncellerna att identifiera tumörcellerna för att attackera dem.

Molekylerna fästa vid nanopartikeln ger upp kroppens ospecifika, saneringsceller (kända som makrofager och fagocyter) i immunsystemet som uppslukar och förstör främmande material. Utformningen av nanopartikeln får dessa celler att visas i överflöd och rensa upp onormala cancerceller. Dessa saneringsceller vidarebefordrar sedan information om cancercellerna till högspecialiserade T-celler i immunsystemet som hjälper till att utrota återstående cancerceller, samtidigt som ett minne av dessa celler upprätthålls för att förhindra återfall av cancer. Det är etableringen av ett sjukdomsbekämpande minne i cellerna som gör att nanopartikeln liknar ett cancervaccin. I sista hand, kroppens egna celler blir kapabla att känna igen och förstöra återkommande tumörer.

Sedan slutet av 1990 -talet har området nanomedicin har fokuserat på att utveckla nanopartiklar som enkla läkemedelsleveransfordon som kan driva kemoterapiläkemedel mot tumörer. En fallgrop är att kroppen tenderar att rensa partiklarna innan de når sitt mål.

"Vår studie representerar ett nytt koncept för att designa nanomedicin som aktivt kan interagera med immuncellerna i vår kropp och modulera deras funktioner för att behandla mänskliga sjukdomar, "säger Dr Kim." Den bygger på den senaste utvecklingen inom immunterapi mot cancer, som har varit framgångsrika vid behandling av vissa typer av tumörer; dock, de flesta immunterapier som utvecklats hittills utnyttjar inte hela immunsystemets kraft. Vi har utvecklat en ny plattform som når tumörceller och också rekryterar rikliga saneringsceller för ett fullt potent immunsvar. "

Framtida studier i laboratoriet kommer att undersöka nanopartiklarnas förmåga att förhindra återkommande tumörer på lång sikt, inklusive metastaser på platser avlägsna från den primära tumören. Vad mer, nanopartikeln är konstruerad för att vara modulär, vilket betyder att den kan bära molekyler för att bekämpa andra typer av sjukdomar. "Detta tillvägagångssätt kommer förhoppningsvis att öppna nya dörrar i utformningen av nya nanomedicinbaserade immunterapier, " hon säger.