Wetenschappers van de KU Leuven, de Universiteit van Bremen, het Leibniz-instituut voor materiaalkunde en de Universiteit van Ioannina zijn erin geslaagd om tumorcellen in muizen uit te schakelen door immunotherapie te combineren met nanodeeltjes op basis van koper. Deze strategie zorgde ervoor dat de kankercellen niet terugkwamen.
Kankerbehandelingen maken steeds vaker gebruik van het immuunsysteem van de mens om tumoren te bestrijden. In sommige gevallen is immunotherapie echter niet succesvol. Een team van biomedische onderzoekers, natuurkundigen en ingenieurs ontdekte dat tumoren gevoelig zijn voor nanodeeltjes van koperoxiden – een verbinding van koper en zuurstof. In een levend organisme lossen deze deeltjes op en worden ze giftig voor kankercellen. Door de nanodeeltjes te bewerken met ijzeroxide, konden de onderzoekers de oplossing controleren en zo kankercellen elimineren zonder gezonde cellen aan te tasten.
“Als je een nanodeeltje van een materiaal maakt, krijgt dat iets andere kenmerken dan zijn tegenhanger van een normale grootte”, leggen professor Stefaan Soenen en Bella B. Manshian van de afdeling Beeldvorming en Pathologie aan de KU Leuven uit. “Grote hoeveelheden metaaloxiden kunnen gevaarlijk zijn voor de mens, maar op nanoschaal en bij gecontroleerde, veilige concentraties kunnen ze juist gunstig zijn.”
Vaccin
Zoals het team van professor Soenen verwachtte, keerden de kankercellen terug na de behandeling met de nanodeeltjes. Daarom combineerden ze de koperverbindingen met immunotherapie. “We ontdekten dat de koperverbindingen niet alleen de tumorcellen rechtstreeks kunnen doden, maar ook de cellen in het immuunsysteem activeren die tumoren kunnen aanvallen”, zegt Manshian.
De combinatie van de nanodeeltjes en immunotherapie deed de tumoren volledig verdwijnen en werkt dus als een vaccin voor long- en darmkanker – de twee soorten die in de studie werden onderzocht. Om hun bevinding te bevestigen, injecteerden de onderzoekers na de behandeling nieuwe tumorcellen in de muizen. De cellen werden onmiddellijk verwijderd door het immuunsysteem, dat geprogrammeerd was om op zoek te gaan naar nieuwe, vergelijkbare cellen in het lichaam.
Zonder chemotherapie
De nieuwe techniek kan worden gebruikt voor ongeveer zestig procent van alle kankers, namelijk die vormen waarbij de kankercellen voortkomen uit een mutatie in het p53-gen. Voorbeelden hiervan zijn long-, borst-, eierstok- en darmkanker.
Een belangrijk element is dat de tumoren verdwenen zonder chemotherapie, wat meestal gepaard gaat met veel bijwerkingen. Chemotherapeutische geneesmiddelen vallen namelijk niet enkel kankercellen aan, ze brengen ook schade toe aan gezonde cellen die ze onderweg tegenkomen. Sommige chemotherapeutica doden bijvoorbeeld witte bloedcellen, waardoor het immuunsysteem wordt uitgeschakeld.
“Voor zover ik weet, is dit de eerste keer dat metaaloxiden worden gebruikt om kankercellen efficiënt te bestrijden met langdurige effecten in levende modellen”, legt Professor Soenen uit. “Nu willen we kijken naar andere metalen nanodeeltjes en identificeren welke deeltjes welke soorten kanker beïnvloeden. Dat moet resulteren in een uitgebreide databank.”
Het team gaat ook tumorcellen op basis van weefsel van kankerpatiënten testen. Als de resultaten hetzelfde blijven, is het team van plan een klinische proef op te zetten.
