Kankervaccin met koperdeeltjes in de maak

LEUVEN – Kanker bestrijden met koper. Of preciezer geformuleerd: tumorcellen uitschakelen door immuuntherapie te combineren met nanodeeltjes* op basis van koper.

Wetenschappers van de Katholieke Leuven en de Universiteit van Bremen zeggen er in te zijn geslaagd om kankercellen uit te schakelen met inzet van deze (extreem kleine) nanodeeltjes ‘koperoxiden’, een verbinding van koper en zuurstof. Een team van biomedische onderzoekers, natuurkundigen en ingenieurs (ook van het Leibniz-instituut voor materiaalkunde en de Griekse Universiteit van Ioannina) ontdekte dat tumoren gevoelig zijn voor deze nanodeeltjes van koperoxiden. In een levend organisme lossen de deeltjes namelijk op en worden ze giftig voor kankercellen.

*Een nanodeeltje of nanopartikel bestaat uit enkele tot duizenden atomen of moleculen; het is kleiner dan klein en heeft een afmeting in de orde van 1-100 nanometer (ofwel, gemakshalve: het miljardste deel van een meter).

Door de nanodeeltjes te bewerken met ijzeroxide, konden de onderzoekers de oplossing controleren en zo kankercellen vernietigen zonder gezonde cellen aan te tasten. Deze aanpak zorgde ervoor dat de kankercellen niet terugkwamen. Voor patiënten is deze in ontwikkeling zijnde mogelijke behandeling nog ver weg: de experimenten verkeren  in het proefdierstadium, en worden momenteel bij muizen uitgevoerd.

Vaccin

De combinatie van de nanodeeltjes en immunotherapie deed de tumoren volledig verdwijnen en werkt daarmee als een vaccin voor long- en darmkanker – dat zijn de twee vormen van kanker 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.

Onderzoekers Leuven: We ontdekten dat de koperverbindingen niet alleen de tumorcellen rechtstreeks kunnen doden, maar ook de cellen in het immuunsysteem activeren die tumoren kunnen aanvallen

Bij de behandeling van vormen van kanker wordt steeds vaker gebruik gemaakt van het immuunsysteem van de mens om tumoren te bestrijden. In sommige gevallen is immunotherapie echter niet succesvol, stellen de onderzoekers. ,,Grote hoeveelheden metaaloxiden kunnen gevaarlijk zijn voor de mens, maar op nanoschaal en bij gecontroleerde, veilige concentraties kunnen ze juist gunstig zijn”, zegt professor Stefaan Soenen van de afdeling Beeldvorming en Pathologie aan de KU Leuven. ,,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 zijn naaste collega, Bella B. Manshian.

Eiwit

De nieuwe techniek kan volgens de onderzoekers worden gebruikt voor ongeveer zestig procent van alle kankers, namelijk die vormen waarbij de kankercellen voortkomen uit een mutatie in het zogeheten p53-gen, een eiwit dat in alle meercellige organismen een essentiële rol speelt in het tegengaan van tumorvorming. 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.

Het team gaat ook tumorcellen op basis van weefsel van kankerpatiënten testen.

,,Voor zover ik weet, is dit de eerste keer dat metaaloxiden worden gebruikt om kankercellen efficiënt te bestrijden met langdurige effecten in levende modellen”, zegt professor Soenen. ,,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 professor Soenen van plan een klinische proef op te zetten. Om dat mogelijk te maken, zijn er echter nog enkele hindernissen.Ze zien eruit als fonkelende diamanten, maar het zijn kankercellen in de menselijke darm. Foto: National Cancer Institute (NCI), Bethesda (VS)

De volledige tekst van de studie “Model-Based Nanoengineered Pharmacokinetics of Iron-Doped Copper Oxide Applicable to Nanomedicine” door Hendrik Naatz, Bella B. Manshian, Carla Rios Luci, Vasiliki Tsikourkitoudi, Yiannis Deligiannakis, Johannes Birkenstock, Suman Pokhrel, Lutz Mädler en Stefaan J. Soenen is gepubliceerd in Angewandte Chemie.