En polymer i nanostorlek, utvecklad av ett forskarlag från Ben-Gurion University of the Negev, kan selektivt leverera kemoterapeutiska läkemedel till blodkärl som matar tumörer och metastaser och har dykt upp som en effektiv behandling för avancerad cancer. Polymeren eliminerar levermetastaser från kolorektal cancer och förlänger möss överlevnad efter en engångsdosbehandling.

Kolorektal cancer (CRC) är den tredje mest diagnostiserade cancern och den tredje vanligaste orsaken till cancerrelaterad död hos både män och kvinnor i USA. Levern är det vanligaste stället för CRC-metastaser, med omkring 70 % av patienterna som slutligen utvecklar levermetastaser.

Behandlingsalternativ för metastaserad sjukdom är knappa, och även om kirurgi fortfarande är guldstandarden, behöver många patienter ytterligare terapier (kemoterapi, målinriktad eller immunterapi) för en kurativt avsedd behandling.

Riktade terapier och immunterapier riktade mot specifika egenskaper hos tumören har dykt upp som lovande terapeutiska strategier för cancerpatienter, men deras effekt begränsas ofta av den stora variationen av mutationsprofiler för CRC-tumörer, många av dem ger resistens mot specifika behandlingar.

Konventionella småmolekylära cytotoxiska behandlingar uppvisar stora nackdelar, såsom brist på tumörspecificitet och toxicitet för normala (friska) vävnader, kort effektduration och behandlingsmisslyckande på grund av förvärvad läkemedelsresistens.

Prof. Ayelet David och hennes forskargrupp utvecklade en liten polymer (2–5 nanometer stor) för att tillföra kemoterapeutiska läkemedel till endotelceller på insidan av blodkärlen som stödjer tumörtillväxt. Polymeren bär en målpeptid som binder till den adhesiva molekylen E-selektin, som uttrycks uteslutande på endotelceller i nya blodkärl som skapas för att mata växande tumörer och därmed kan leverera läkemedel selektivt till tumörer och metastaser.

När polymeren väl binder och kommer in i endotelcellerna frisätter den det giftiga läkemedlet, vilket skadar blodtillförseln till växande tumörer och metastaser. Eftersom polymeren är mycket större i storlek än konventionella kemoterapeutiska molekyler, kan den inte läcka från blodkärlen för att nå andra friska vävnader och minskar därmed risken för biverkningar av kemoterapiläkemedel avsevärt.

Tidigare studier utförda i Prof. Davids laboratorium har visat att den unika polymeren bromsar utvecklingen av solida Lewis lungkarcinomtumörer och avsevärt förlänger överlevnaden för möss med melanom (hudcancer) metastaser i lungorna.

I en nyligen genomförd studie visade Marie Rütter, doktorand från Prof. Davids forskargrupp, att polymeren inte bara är effektiv vid behandling av solida tumörer utan kan bota möss med metastaser från kolorektalcancer som redan har spridit sig till levern. Dessa fynd publicerades i Nano Today .

Ungefär hälften av mössen som uppvisade ett betydande antal CRC-levermetastaser återhämtade sig helt från sjukdomen efter en enstaka dos polymerterapi, och den långsiktiga överlevnadstiden för mössen fördubblades jämfört med möss som behandlats med ett konventionellt kemoterapiläkemedel.

"Tarmcancer är en mycket aggressiv tumör och sprider sig mycket snabbt till levern. Cirka 25 % av patienterna med CRC uppvisar levermetastaser vid tidpunkten för diagnosen," förklarade Prof. David.

"De tillgängliga personliga behandlingarna kan förlänga överlevnaden och förbättra livskvaliteten för många patienter med metastaserande sjukdom, även om ett botemedel är sällsynt, och återfall förväntas. Vår unika polymer visar lovande prekliniska resultat för behandling av avancerad cancer som har spridit sig till andra platser i kroppen och vanligtvis inte kan botas eller kontrolleras med andra terapier."

"Omkring 50 % av mössen med etablerade levermetastaser i kolorektal cancer överlevde efter en engångsdosbehandling, utan att uppvisa negativa effekter. Detta är en anmärkningsvärd fördel, vilket indikerar att polymeren träffar målet exakt och eliminerar metastaserna från levern hos möss som svarat bra. till behandlingen."

"Dessa fynd stödjer resultaten från våra tidigare studier, som visar att en endosbehandling botar hälften av mössen med etablerade melanomlungmetastaser. Behandlingen kräver ingen bedömning före behandling för genmutationer i tumörer för att uppnå gynnsamma kliniska resultat."

Hittills har forskargruppen lyckats validera behandlingseffekt i olika musmodeller av cancer. Den utvecklade teknologin licensierades nyligen till ett biomedicinskt företag (Vaxil Biotherapeutics) för vidare klinisk utveckling. Företaget vidtar alla nödvändiga steg för att påbörja kliniska prövningar på människor så snart som möjligt.

"Detta är ett utmärkt exempel på ett fruktbart samarbete mellan universitet och bioteknikindustrin för att påskynda läkemedelsutvecklingen", säger Dr. Galit Mazoz-Perlmuter, VP affärsutveckling vid BGN Technologies, tekniköverföringsföretaget vid Ben-Gurion University of the Negev ( BGU). "Detta är exakt sättet att förvandla vetenskapliga genombrott till tekniska framsteg i Israel."

Mer information: Marie Rütter et al, E-selektinriktat polymer-doxorubicin-konjugat inducerar regression av etablerade kolorektala levermetastaser och förbättrar mössöverlevnad, Nano Today (2024). DOI:10.1016/j.nantod.2024.102182

Journalinformation: Nano idag

Tillhandahålls av Ben-Gurion University of the Negev