Chemotherapeutika: Nanovesikel ermöglichen gezielten Transport zum Tumor

Ein US-Forschungsteam hat eine neue Methode entwickelt, um Chemotherapeutika effektiver in Bauchspeicheldrüsen- und Brustkrebstumoren zu bringen. So könnten Nebenwirkungen reduziert und Kombinationstherapien verbessert werden.

Paclitaxel ist als gängiges Zytostatikum ein Eckpfeiler der Chemotherapie. Es wird zur Behandlung einer Vielzahl von Krebsarten eingesetzt, darunter Brust-, Bauchspeicheldrüsen-, Lungen- und Eierstockkrebs. Allerdings nicht ohne Nebenwirkungen: häufig werden andere Organe wie Leber und Milz in Mitleidenschaft gezogen.

„Paclitaxel ist wirksam und tötet Krebszellen ab. Um sein volles therapeutisches Potenzial zu entfalten, müssen wir jedoch seine Toxizität angehen“, erklärt Dr. Jianqin Lu, Senior-Autor der Studie und Mitglied des Comprehensive Cancer Center der University of Arkansas. „Das bedeutet, dass wir einen besseren Weg finden müssen, das Medikament zu den Tumorzellen zu bringen und es dort verweilen zu lassen.“

Wirkstoff in Nanovesikel integriert

Die Forschenden entwickelten ein neues Trägersystem, das die einzigartigen Eigenschaften winziger Fettbläschen nutzt, sogenannter Nanovesikel. Solche Nanopartikel werden inzwischen häufig zum Transport von Wirkstoffen verwendet. Lus Team verband Paclitaxel chemisch mit Sphingomyelin, einem in Zellmembranen vorkommenden Fett, und bildete so ein Nanovesikel.

Diese Strukturen ermöglichen dem Medikament eine „gezieltere Ansteuerung des Tumors und einen längeren Verbleib in der Zirkulation, wobei es sich im Tumor und weniger im gesunden Gewebe anreichert“, so Lu.

Neue Formulierung in Mäusen überlegen

In Mausmodellen für triple-negativen Brustkrebs und fortgeschrittenen Bauchspeicheldrüsenkrebs war die neue Formulierung, namens Paclitaxom, den Chemotherapeutika Taxol und Abraxane – sowie anderen Formen von Paclitaxel –überlegen. Die Forschenden nahmen anschließend weitere Modifikationen vor und entwickelten eine verbesserte Paclitaxel-Formulierung (CD47p/AZE-Paclitaxom), die zu reduziertem Tumorwachstum und längerem Überleben führte.

„Viele Chemotherapeutika weisen eine schlechte Wirkstofffreisetzung auf“, bemerkte Co-Autor der Studie und Onkologe Dr. Aaron Scott, ebenfalls Mitglied des Cancer Center. „Paclitaxom ist klinisch vielversprechend, da das System den Wirkstoff direkt am Ort des Tumors freisetzt und so die Nebenwirkungen verhindert. Der Wirkstoff wird außerdem nicht so schnell aus dem System ausgeschieden. All das verbessert seine Wirksamkeit.“

Wirkstoff-Kombinationen ebenfalls wirksamer

Auch der Transport einer Kombination mehrerer Wirkstoffe konnte durch das modifizierte Paclitaxel verbessert werden. Die Forschenden testeten hierfür die Kombination von Paclitaxel und Gemcitabin, indem sie Gemcitabin in den Nanovesikelkern einbrachten.

„Wir haben verschiedene Wirkstoffverhältnisse getestet und dann das Beste in das Nanovesikel geladen“, erklärt Lu. „Die Kombination [direkt im Nanovesikel] war wirksamer als die gleichzeitige herkömmliche Verabreichung von Gemcitabin plus Taxol oder Abraxane und Gemcitabin.“

In einem weiteren Test kombinierten sie modifiziertes Paclitaxel und Carboplatin, um das Auftreten eines Rezidivs bei triple-negativem Brustkrebs im Mausmodell zu verhindern und gleichzeitig die bereits ausgebreitete Krankheit zu eliminieren.

Viel Potenzial für klinische Studien

„Diese Strategie lässt sich auf andere Wirkstoffe und auch andere Krankheiten übertragen“, so Lu. „Wir haben diese Nanovesikel-Strategie auf ein anderes Chemotherapeutikum, Camptothecin, angewendet, und sie funktionierte gut in einem Mausmodell für Dickdarmkrebs. Das demonstriert die Generalisierbarkeit dieser Technologie auf eine Reihe von Medikamenten.“

Lu glaubt, dass der gleiche Ansatz auch für die Verabreichung von Chemotherapeutika in Kombination mit Immuntherapien genutzt werden könnte. Sein Team arbeitet daran, weitere präklinische Daten zu sammeln und die Anwendungsmöglichkeiten dieses Trägersystems besser zu verstehen.

„Unser Ziel sind erste klinische Studien am Menschen“, kommentiert Scott abschließend. „Diese Plattform kann eine Vielzahl von Tumorarten abdecken, insbesondere bei Patienten, die dringend bessere Therapien benötigen.“

Die Forschungsarbeit wurde von Abteilungen der National Institutes of Health (NIH) gefördert und in der Fachzeitschrift “Nature Cancer” veröffentlicht.

(mkl/BIERMANN)