Ett team av utredare från Houston Methodist Research Institute kan ha förändrat behandlingen av metastaserande trippelnegativ bröstcancer genom att skapa det första läkemedlet för att framgångsrikt eliminera lungmetastaser hos möss. Denna landmärkestudie visas idag i Naturens bioteknik .

Majoriteten av cancerdödsfall beror på metastaser till lunga och lever, men det finns inget botemedel. Befintliga cancerläkemedel ger begränsad nytta på grund av deras oförmåga att övervinna biologiska barriärer i kroppen och nå cancercellerna i tillräckliga koncentrationer. Houston Methodist nanoteknik och cancerforskare har löst detta problem genom att utveckla ett läkemedel som genererar nanopartiklar inuti lungmetastaser hos möss.

I den här studien, 50 procent av mössen som behandlades med läkemedlet hade inga spår av metastaserande sjukdom efter åtta månader. Det motsvarar ungefär 24 års långtidsöverlevnad efter metastaserande sjukdom för människor.

På grund av kroppens egna försvarsmekanismer, de flesta cancerläkemedel absorberas i frisk vävnad och orsakar negativa biverkningar, och endast en bråkdel av det administrerade läkemedlet når faktiskt tumören, gör det mindre effektivt, sa Mauro Ferrari, Ph.D, president och VD för Houston Methodist Research Institute. Denna nya behandlingsstrategi möjliggör sekventiell passage av de biologiska barriärerna för att transportera det dödande medlet in i hjärtat av cancern. Det aktiva läkemedlet frisätts endast inuti kärnan av den metastaserade sjukdomscellen, undviker cancercellernas multidrogresistensmekanism. Denna strategi dödar effektivt tumören och ger betydande terapeutisk fördel i alla möss, inklusive långtidsöverlevnad hos hälften av djuren.

Detta fynd kommer 20 år efter att Ferrari började sitt arbete inom nanomedicin. Ferrari och Haifa Shen, M.D., Ph.D., är medförfattare på tidningen, som beskriver verkan av den injicerbara nanopartikelgeneratorn (iNPG), och hur en komplex metod att transportera en nanoversion av ett standardkemoterapiläkemedel ledde till aldrig tidigare sett resultat i mössmodeller med trippelnegativ bröstcancer som hade spridit sig till lungorna.

"Det här kan låta som science fiction, som om vi har penetrerat och förstört Dödsstjärnan, men det vi upptäckte är transformerande. Vi uppfann en metod som faktiskt gör nanopartiklarna inuti cancern och släpper ut läkemedelspartiklarna på platsen för cellkärnan. Med denna injicerbara nanopartikelgenerator, vi kunde göra vilka vanliga kemoterapiläkemedel, vacciner, strålning, och andra nanopartiklar har alla misslyckats, sa Ferrari.

Houston Methodist har utvecklat god tillverkningssed (GMP) för detta läkemedel och planerar att påskynda forskningen för att få FDA-godkännande och påbörja säkerhets- och effektstudier på människor 2017.

"Jag skulle aldrig vilja överlova till de tusentals cancerpatienter som letar efter ett botemedel, men uppgifterna är häpnadsväckande, sa Ferrari, senior dekanus och professor i medicin, Weill Cornell Medicin. "Vi pratar om att förändra landskapet för att bota metastaser, så det är inte längre en dödsdom."

Houston Methodist-teamet använde doxorubicin, ett cancerläkemedel som har använts i decennier men som har negativa biverkningar på hjärtat och som inte är en effektiv behandling mot metastaserande sjukdom. I den här studien, doxorubicin förpackades i den injicerbara nanopartikelgeneratorn som består av många komponenter.

Shen, en senior medlem av avdelningen för nanomedicin vid Houston Methodist Research Institute, förklarar att varje komponent har en specifik och väsentlig roll i läkemedelstillförselsprocessen. Den första komponenten är det nanoporösa kiselmaterialet som naturligt bryts ned i kroppen. Den andra komponenten är en polymer som består av flera strängar som innehåller doxorubicin. Väl inne i tumören, kiselmaterialet bryts ned, släpper strängarna. På grund av naturliga termodynamiska krafter, dessa trådar kryper ihop sig och bildar nanopartiklar som tas upp av cancercellerna. Väl inne i cancercellerna, det sura pH-värdet nära kärnan gör att läkemedlet frigörs från nanopartiklarna. Inne i kärnan, det aktiva läkemedlet verkar för att döda cellen.

"Om den här forskningen visar sig hos människor och vi ser till och med en bråkdel av denna överlevnadstid, vi talar fortfarande om att dramatiskt förlänga livslängden under många år. Det ger i huvudsak ett botemedel i en patientpopulation som nu får höra att det inte finns något, sa Ferrari, som innehar Ernest Cockrell Jr. Presidential Distinguished Chair och anses vara en av grundarna av nanomedicin och onkofysik (fysik för masstransport inom en cancerskada).

Houston Methodist-teamet är hoppfullt att detta nya läkemedel kan hjälpa cancerläkare att bota lungmetastaser från andra ursprung, och möjligen även primär lungcancer.