Nano-Immuntherapie soll Lungenkrebsbehandlung verbessern

US-Wissenschaftler haben eine neue Nanomedizin-Therapie entwickelt, die Krebsmedikamente an Lungenkrebszellen abgibt und die Fähigkeit des Immunsystems zur Krebsbekämpfung verbessert.

Das Forscherteam erzielte nach eigenen Angaben vielversprechende Ergebnisse für die neue Therapie an Krebszellen im Labor sowie in Lungentumormodellen mit Mäusen. Die Arbeitsgruppe sieht mögliche Anwendungen, die zu einer Verbesserung der Versorgung und der Outcomes von Patienten mit Tumoren führen, die bislang auf herkömmliche Immuntherapien nicht reagieren.

„Nanopartikel werden seit Jahren eingesetzt, um zielgerichtete Medikamente an Tumorzellen abzugeben, während die Immuntherapie ebenfalls einen Paradigmenwechsel in der Behandlung von Krebs bewirkt hat, indem sie Krebszellen daran hindert, dem Immunsystem zu entgehen“, erläutert Hauptautor Tanmoy Saha von der Abteilung für Medizintechnik am Brigham and Women’s Hospital in Boston (USA). „Hier haben wir diese beiden Ansätze im Wesentlichen in einem Arzneimittelabgabesystem zur Behandlung von Nichtkleinzelligem Lungenkrebs verbunden.“

Die meisten Patienten mit Nichtkleinzelligem Lungenkrebs (NSCLC) sprechen auf Immuncheckpoint-Inhibitoren nicht an, hauptsächlich deshalb, weil die Behandlung nur auf ein Protein (am häufigsten PD-L1) abzielt, das in den meisten Lungenkrebstumoren nicht in ausreichender Menge vorhanden ist. Daher müssen sich viele Patienten einer Kombination aus Chemo- und Immuntherapie unterziehen, was zu dauerhaften Nebenwirkungen und Toxizitäten führt.

Prinzip „Klettverschluss“

Die nun vorgestellte neue Therapie funktioniert, indem ein mit einem krebsbekämpfenden Medikament gefüllter Nanopartikel direkt an die Tumorstelle gebracht wird, während an den Nanopartikel gebundene Antikörper an zwei verschiedene Proteine ​​(CD47 und PD-L1) auf den Krebszellen binden. Dieser duale Ansatz ermöglicht es sowohl dem angeborenen als auch dem adaptiven Immunsystem, Krebszellen zu lokalisieren und zu zerstören, während die Toxizität, die üblicherweise mit derzeit verwendeten Krebstherapien verbunden ist, minimiert wird.

„Dieses System funktioniert mit einer Art Klettverschluss-Effekt“, erklärt Seniorautorin Shiladitya Sengupta, außerordentliche Professorin für Medizin und Bioingenieurin in der Abteilung für Medizintechnik am Brigham and Women’s Hospital. „Anstatt nur nach einem Protein auf einer Krebszelle zu suchen, an das sich der Antikörper heften kann, haben diese Nanopartikel zwei. Wenn also eine Krebszelle eines der Proteine, auf die unser Nanopartikel abzielt, nicht exprimiert, kann sie sich trotzdem an das andere heften und das in das Nanopartikel geladene Medikament direkt an das Krebsgewebe abgeben.“

Die Forschenden untersuchten anhand von Geweben, die von mehr als 80 Lungenkrebspatienten stammten, welche Proteine ​​von Lungentumoren exprimiert werden. Nachdem die Proteine ​​identifiziert waren, wählten die Wissenschaftler Antikörper aus, um sie anzugreifen. Als nächstes funktionalisierten sie die Antikörper mit einem Nanopartikel, das bereits mit einem Krebsmedikament beladen war.

Saha und seine Kollegen testeten dann die Wirksamkeit des Nanopartikels, indem sie zunächst im Labor visualisierten, wie gut die Antikörper an Krebszellen banden. Sie führten eine Reihe von Experimenten durch, um das Bindungsverhalten und Arzneimittelabgabepotenzial des Nanopartikels zu bewerten und darzustellen. Anschließend testeten sie die Wirksamkeit des Komplexes in Mausmodellen von zwei Formen von Lungenkrebs. Sie stellten fest, dass die Krebszellen der Mäuse das Medikament aufnahmen, was zu einer Verringerung der Tumorgröße führte – und das ohne größere Nebenwirkungen oder Toxizität.

Bisher nur im Labor und an Mausmodellen getestet

Zu den Einschränkungen der Studie gehört, dass die Therapie bisher nur an menschlichem Gewebe im Labor und an Mausmodellen getestet wurde. Sie muss noch viel umfassendere toxikologische Studien durchlaufen, bevor sie in klinische Tests gehen kann. Mit Blick auf die Zukunft hoffen die Forschenden, diese Technologie zur Behandlung anderer Krebsarten anzupassen, indem sie zusätzliche Antikörper und Behandlungen erforschen, die mit diesem nanomedizinischen Ansatz funktionieren könnten.

„Obwohl wir mit dieser Arzneimittelverabreichungsplattform in vorklinischen Tests einige Erfolge erzielen, ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Physiologie von Mäusen und Menschen sehr unterschiedlich ist“, betont Saha. „Wir müssen noch mehr Studien durchführen, bevor wir dieses Konzept in klinischen Tests anwenden können, aber wir sind gespannt, wie dieser Ansatz die Krebsbehandlung verändern könnte.“