Immuuncellen door nanodeeltjes getraind om kanker te bestrijden

In hun onderzoek ontwikkelden prof. dr. Jai Prakash en zijn team nanodeeltjes die de 'slechte' immuuncellen van het lichaam trainen om kanker te bestrijden

Wetenschappers van de onderzoeksgroep Advanced Organ Bioengineering and Therapeutics (faculteit TNW, TechMed Centrum) publiceerden onlangs hun nieuwe immuuntherapie tegen kanker in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications. In hun onderzoek ontwikkelden prof. dr. Jai Prakash en zijn team nanodeeltjes die de 'slechte' immuuncellen van het lichaam trainen om kanker te bestrijden.

Binnen het kankeronderzoek wordt steeds bekender dat tumorcellen sommige specifieke macrofagen kunnen veranderen om de tumor te helpen groeien. "Macrofagen zijn cellen die fungeren als de stofzuigers van je immuunsysteem. Normaal gesproken vangen ze indringers op en vernietigen ze, maar tumorcellen kapen deze cellen om ze te helpen zich door het hele lichaam te verspreiden," legt Prakash uit.

'Tail-flipping' nanodeeltjes
Prakash en zijn team ontwierpen nanodeeltjes die deze tumor-ondersteunende 'slechte' macrofagen trainen tot cellen die tumoren bestrijden. Maar voordat ze met deze training kunnen beginnen, moeten deze minuscule (100-200 nanometer diameter) celachtige deeltjes eerst de macrofagen vinden. Prakash zegt: "Dat was een van de vragen die we met dit onderzoek probeerden te beantwoorden: Hoe krijgen we onze nanodeeltjes op de juiste locatie en bij de juiste macrofaag."

Om deze uitdaging op te lossen, pasten de onderzoekers de nanodeeltjes aan. De nanodeeltjes bestaan uit een dubbele laag van specifieke vetten (fosfolipiden), nanoliposomen. Deze nanolipsomen hebben lange staarten die het liefst in de dubbele laag aan elkaar kleven. "We hebben een deel van de nanoliposomen vervangen door varianten met een iets kortere en geladen staart die af en toe naar de buitenkant omslaan. Dat noemen we 'tail-flipping'," legt Prakash uit. De slechte macrofagen herkennen deze omgeklapte staarten en eten vervolgens het hele deeltje op.

Macrofagen trainen
"Toen we wisten hoe we de slechte macrofagen konden aanpakken, werd het tijd om ze te trainen in het opnieuw bestrijden van de tumor", zegt Prakash. De onderzoekers voegden een klein bestanddeel van de celwand van een bacterie toe aan de 'tail-flipping' nanoliposomen in de dubbellaagse wand van deze nanodeeltjes. Onderzoek heeft al eerder aangetoond dat deze kleine stukjes bacteriewand macrofagen kan trainen. De slechte macrofagen nemen deze moleculen op. Door dit medicijn op deze manier naar de slechte macrofagen te brengen voorkomen we dat ze door de verkeerde cellen worden herkend. Daarmee voorkomen we schade aan andere delen van het lichaam.

Tumor doden en uitzaaiingen voorkomen
In de publicatie laten de onderzoekers niet alleen zien dat ze de gekaapte macrofagen opnieuw kunnen trainen om de tumorgroei met 70% te remmen in muizen met borskanker: "In onze muizen voorkwam de behandeling uitzaaiing, kankercellen die zich verspreiden door het lichaam," zegt Prakash. De getrainde macrofagen voorkwamen dat de tumorcellen het longweefsel 'klaarmaakten' om tumorcellen te ontvangen - een proces dat voorafgaat aan uitzaaiing. Een tumorcel die de longen bereikte kon geen nieuwe tumor starten omdat het weefsel daar nog niet op was voorbereid.

Meer informatie
Prof. dr. Jai Prakash is farmaceut en een ondernemende wetenschapper bij de onderzoeksgroep Advanced Organ Bioengineering and Therapeutics (faculteit TNW, TechMed Centrum). Zijn publicatie, getiteld 'Cancer immune therapy using engineered 'tail-flipping' nanoliposomes targeting alternatively activated macrophages', is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications. Het is open access en kan online worden gelezen.

Tags bij dit artikel:

• tumor
• Universiteit Twente
• immuunsysteem
• nanodeeltjes
• cellen
• kankercellen
• groei