Chinesische Forscher bauen einen „Flugzeugträger“

Dr_Microbe/iStock

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Krebs ist weltweit eine der häufigsten Todesursachen und verursacht jährlich etwa 10 Millionen Todesfälle. Die häufigste Krebsart ist Brustkrebs, der im Jahr 2020 2,26 Millionen neue Fälle verzeichnete und weltweit zu 685.000 Todesfällen führte.

Krebs entsteht durch die Umwandlung normaler Zellen in Tumorzellen in einem mehrstufigen Prozess, der sich im Allgemeinen von einer Krebsvorstufe zu einem bösartigen Tumor entwickelt. Der Krebs metastasiert dann manchmal, das heißt, er breitet sich von einem Körperteil auf einen anderen aus. Dies bedeutet normalerweise, dass der Krebs fortgeschritten ist und ein Stadium erreicht hat, in dem eine aggressivere Behandlung erforderlich ist.

Herkömmliche Behandlungsmethoden wie Operationen, Strahlentherapie und Chemotherapie können manchmal Krebszellen zerstören, führen jedoch zur Degeneration von gesundem Gewebe.

Forscher aus China sagen, sie hätten eine Lösung, die nicht nur das Wachstum der Primärtumoren, sondern auch der metastasierten Tumore hemmen könne, wie erstmals von der South China Morning Post (SCMP) berichtet wurde.

Das Team hat eine intelligente Nanoplattform entwickelt, die gleichzeitig auf mehrere Faktoren im Zusammenhang mit Tumorwachstum und Metastasierung abzielen kann, was insbesondere bei der Behandlung von Brustkrebs hilfreich ist. Viele Krebsarten können geheilt werden, wenn sie frühzeitig erkannt und wirksam behandelt werden.

Die Nanoplattform wird als „Flugzeugträger“ bezeichnet, da jedes Partikel eine einzigartige Aufgabe erfüllt. Die Forscher verwendeten ein Polymer als Deck und modifizierten seine Oberfläche mit dem Targeting-Wirkstoff LyP-1-Peptid, der selektiv an Brustkrebszellen binden und den Zelltod auslösen kann. Dies hilft der Nano-Plattform bei der Navigation und der Suche nach den Tumoren, die das Team als „Bombenziele“ bezeichnete.

Anschließend kombinierte das Team Kupfersulfid (CuS) und DMXAA, ein Medikament, das Tumorgefäßzellen schneidet, in der Nanoplattform. Das Forschungsteam teilte SCMP mit, dass die CuS-Nanopartikel, wenn sie Nahinfrarotlicht ausgesetzt werden, Wärme erzeugen, die Krebszellen durch einen Prozess namens photothermische Therapie zerstören kann. Das DMXAA trägt dazu bei, den Tod von Tumorgefäßzellen herbeizuführen, was letztendlich zum Absterben des Tumorgewebes führt. Dadurch werden nicht nur Tumorzellen abgetötet, sondern die Synergie von CuS und DMXAA regt auch das körpereigene Immunsystem zur Krebsbekämpfung an.

„Diese Plattformen haben eine einheitliche Größe, eine gute Stabilität, eine hohe photothermische Umwandlungseffizienz und eine zufriedenstellende Arzneimittelfreisetzungsleistung. Zellexperimente zeigten, dass diese Plattformen über eine hervorragende In-vitro-Targeting-Fähigkeit, photothermische Ablationsfähigkeit und Immunaktivierungsfähigkeit verfügen“, sagte Shi Xiangyang, Co- Autor des Papiers.

„Die Nanoplattform wurde in vitro getestet und zeigt vielversprechende Ergebnisse für die Brustkrebsbehandlung. Wir hoffen, dass diese Technologie in Zukunft für den klinischen Einsatz weiterentwickelt werden kann.“

Die Hauptautoren der Forschung – Shi Xiangyang und Cao Xueyan – konzentrieren sich seit über einem Jahrzehnt auf den Einsatz von Nanobiotechnologie in der Krebsbehandlung.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Small veröffentlicht, die sich mit Wissenschaft auf der Nano- und Mikroebene befasst.

Studienzusammenfassung:

Die Entwicklung intelligenter Nanoplattformen, die gleichzeitig auf mehrere Faktoren im Zusammenhang mit Tumorwachstum und Metastasierung abzielen können, bleibt eine extreme Herausforderung. Hier ein intelligentes dendritisches Nanogerät, das sowohl Kupfersulfid-Nanopartikel (CuS-NPs) als auch 5,6-Dimethylxanthenon-4-essigsäure (DMXAA, ein gefäßzerstörendes Mittel) in den inneren Hohlräumen des Dendrimers enthält und dessen Oberfläche mit einem Targeting-Mittel LyP-1-Peptid modifiziert ist ist gemeldet. Das resultierende Dendrimer-basierte Nanogerät der 5. Generation (G5), bekannt als G5-PEG-LyP-1-CuS-DMXAA NPs (GLCD NPs), besitzt eine gute kolloidale Stabilität, eine pH-empfindliche Arzneimittelfreisetzungskinetik und eine hohe photothermische Umwandlungseffizienz (59,3). %). Diese funktionellen GLCD-NPs üben durch die Kombination von CuS-vermittelter photothermischer Therapie (PTT) und DMXAA-induzierter Gefäßstörung eine LyP-1-gezielte Abtötungswirkung auf Brusttumoren aus und lösen gleichzeitig Antitumor-Immunreaktionen durch PTT-induzierten immunogenen Zelltod und DMXAA-vermittelten aus Immunregulation über M1-Polarisierung tumorassoziierter Makrophagen und Reifung dendritischer Zellen. Darüber hinaus können die GLCD-NPs mit der LyP-1-vermittelten proapoptotischen Aktivität gezielt lymphatische Endothelzellen des Tumors abtöten. Durch die gleichzeitige Störung der Tumorblutgefäße und Lymphgefäße werden die beiden Hauptwege der Tumormetastasierung unterbrochen, was eine zweigleisige Rolle bei der Hemmung der Lungenmetastasierung des Brustkrebsmodells spielt. Somit stellen die entwickelten GLCD-NPs eine fortschrittliche intelligente Nanoformulierung für die immunmodulationsvermittelte Kombinationstumortherapie mit Potenzial für klinische Umsetzungen dar.