Forscher haben einen Weg gefunden, Mäusen eine „Medikamentenfabrik“ zu implantieren, die das Immunsystem im Kampf gegen Krebs stärkt. Das Team von der Rice University, Houston, USA, sagt, dass diese Fabriken eines Tages zur Verabreichung von Medikamenten zur Behandlung anderer Krankheiten wie Diabetes oder sogar COVID-19 genutzt werden könnten.
In ihrer kürzlich veröffentlichten Studie zeigte das Team, dass die Implantate Eierstock- und Darmkrebs bei Mäusen weniger als eine Woche nach der Verabreichung beseitigen konnten.
Die implantierten Kapseln funktionieren wie eine Miniaturfabrik, die regelmäßig Dosen einer Verbindung namens Zytokin erzeugt und freisetzt, die auf natürliche Weise im Körper produziert wird, um dem Immunsystem mitzuteilen, wann und wo es arbeiten soll.
„Wir verabreichen es nur einmal, aber die Arzneimittelfabriken stellen die Dosis jeden Tag dort her, wo sie benötigt wird, bis der Krebs eliminiert ist“, sagte Co-Autor Prof. Omid Veiseh, ein Krebsforscher an der Rice University.
„Sobald wir ermittelt hatten, wie viele Fabriken wir [für die Implantation] benötigten, konnten wir Tumore bei 100 Prozent der Tiere mit Eierstockkrebs und bei sieben von acht Tieren mit Dickdarmkrebs ausrotten.“
Die Kugelfabriken bestehen aus zwei Elementen. Die äußere Schicht besteht aus einem mit dem menschlichen Körper kompatiblen Polymer, das eine innere Fabrik aus vom Menschen stammenden Zellen einkapselt, die nach der Implantation in den Körper Zytokine produzieren. Die Kugel ist porös, sodass alle Nährstoffe, die die Zellen benötigen, eindringen können und Zytokine herauskommen und den Krebs angreifen können.
Unterstützung des körpereigenen Immunsystems
„Zytokine sind kleine zelluläre Botenstoffe, die im Körper verwendet werden, um zwischen Zellen und dem Immunsystem zu kommunizieren. Im Fall von Eierstockkrebs werden die Immunzellen oft unterdrückt oder zum Schweigen gebracht oder einfach nur erschöpft“, sagte Amanda Nash, eine Doktorandin im Veiseh-Labor und Erstautor der neuen Studie.
„[Zytokine sind] entzündungsfördernd, also erinnern sie das Immunsystem an die Botschaft [den Krebs zu bekämpfen]. Sie aktivieren oder verstärken die Immunantwort das Immunsystem auf Hyperantrieb zu versetzen."
Das Team suchte nach Beweisen dafür, dass die Arzneimittelfabriken das Immunsystem aktiviert hatten, indem sie die Anzahl der T-Zellen überwachten, die vom Körper bei der Bekämpfung einer Krankheit produziert werden.
„Diese sind für die in unseren Studien mit Mäusen funktionierende Therapie unerlässlich, und wir haben gesehen, dass es tatsächlich eine Aktivierung der T-Zellen gab. Und was am wichtigsten ist, es gab in unseren Studien an Primaten keine bewerteten Toxizitäten. Jede Dosis wurde von den Primaten gut gehandhabt, was darauf hindeutet, dass es ein großartiger Kandidat wäre, um in klinische Studien einzusteigen."
Gegenwärtige Zytokin-basierte Behandlungen werden über eine Injektion in das Blut eines Patienten verabreicht. Viele Menschen, die diese Behandlung erhalten, haben jedoch auch schwere Nebenwirkungen.
„Im Falle einer intravenösen Verabreichung würden Sie einfach irgendwo in die Venen injizieren und dann [die Behandlung] über den Blutkreislauf durch den gesamten Körper wandern. Das führt teilweise zu einigen der toxischen Nebenwirkungen, die häufig auftreten von dieser Art von Therapien", sagte Nash.
"Aber hier, durch die physische Verabreichung der Kapseln direkt neben dem Tumor, sind wir in der Lage, wirklich hohe Konzentrationen der Zytokine genau dort zu erreichen, wo sie benötigt werden."
Der nächste Schritt für das Team besteht darin, die Arzneimittelfabriken gegen andere Krebsarten zu testen. Sie bewegen sich im Körper nach oben und betrachten jetzt Lungenkrebs. Aber ihre Forschung hält potenzielle Therapien für viele andere Erkrankungen bereit.
„Zytokine wurden in diesem Fall auf Wirksamkeit getestet, aber die wirkliche Erkenntnis [für uns] der Plattform ist, dass theoretisch jedes kleine Molekül von den Fabriken hergestellt werden könnte“, sagte Nash.
"Wenn Sie die Zellen dazu bringen können, das gewünschte Molekül zu produzieren, und es klein genug ist, um aus den Poren zu diffundieren, dann sind der Luft keine Grenzen gesetzt. Das ist wirklich das Schöne an der Plattform."