OSCC-Therapie mit Lipid-Nanopartikeln verbessern

Forschende der University of Pennsylvania (USA) haben Lipid-Nanopartikel entwickelt, die eine Kombination aus krebsbekämpfenden Therapien zur Behandlung des oralen Plattenepithelkarzinoms (OSCC) gezielt an Ort und Stelle bringen.

Das OSCC ist die häufigste Form von Kopf-Hals-Krebs. Experten gehen davon aus, dass die Zahl der Neuerkrankungen wird in den nächsten zehn Jahren voraussichtlich um 30 Prozent steigen wird. Die Behandlung ist nach wie vor eine Herausforderung: Die Fünf-Jahres-Überlebensrate liegt bei etwa 50 Prozent. Standardbehandlungen wie ablative Chirurgie und Bestrahlung führen bei Patienten häufig zu bleibenden Entstellungen oder schwerwiegenden, lebenslangen Beeinträchtigungen wesentlicher Mundfunktionen wie Sprechen und Schlucken.

Lipid-Nanopartikel: „Potenziell vielversprechende Technologie“

Nun hat ein multidisziplinäres Team von Forschern der University of Pennsylvania unter der Leitung von Prof. Michael Mitchell von der School of Engineering and Applied Sciences und Anh D. Le von der School of Dental Medicine mithilfe von Lipid-Nanopartikeln eine Plattform entwickelt, die zwei Therapien zur Behandlung von OSCC kombiniert. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Advanced Materials“ veröffentlicht.

„mRNA-Lipid-Nanopartikel sind eine potenziell vielversprechende Technologie zur Behandlung von Mundkrebs“, hob Mitchell hervor. Zum einen seien die Tumore lokal zugänglich. Zum anderen könnte die mRNA-Lipid-Nanopartikel genutzt werden, um eine systemische Immunantwort auszulösen, die auf metastasierte Tumore abzielt. „Allerdings kann es schwierig sein, Tumorzellen gezielt anzusteuern und mRNA in sie einzuschleusen. Deshalb haben wir ein neuartiges Lipid-Nanopartikel-System für den Transport in Mundkrebszellen entwickelt.“ Die Plattform sei vielseitig – das bedeutet, dass sie weitaus mehr Patienten zugutekommen könnte als herkömmliche Monotherapien, ergänzte Le. Das wiederum ebne „den Weg für eine breitere, wirksamere Klasse von Behandlungen“.

OSCC-Therapie mit p53-mRNA und Ciclopirox

Bei mehr als 70 Prozent der OSCC-Fälle liegen Mutationen im p53 vor, hier setzt p53-mRNA an. Ciclopirox ist ein von der FDA zugelassenes Antimykotikum mit krebshemmender und immuntherapeutischer Wirkung. Da beide Wirkstoffe einen Trägerstoff für die Verabreichung benötigen, hat das Team sie in einer einzigen Lipid-Nanopartikel-Formulierung eingekapselt. Die Forschende haben die Plattform in einem Labormodell mit humanen OSCC und in einem murinen Tumorzellmodell getestet.

Gemeinsam wirken diese beiden Therapien gleichzeitig über mehrere Mechanismen: Sie töten Krebszellen direkt ab. Gleichzeitig programmieren gleichzeitig das Immunsystem so um, dass es diese angreift, anstatt sie zu schützen, so Erstautor Marshall Padilla, ehemaliger Postdoktorand am Department of Bioengineering und am Center for Innovation & Precision Dentistry. „Der potenzielle Wandel geht von einer Einheits-Monotherapie hin zu einem einzigen, anpassbaren Transport-Träger-System, das auch dann wirkt, wenn eines der beiden Medikamente versagt – was von Bedeutung ist, da Tumoren im Mundraum von Patient zu Patient enorm variieren.“

Das Team stellte fest, dass sowohl p53-mRNA als auch Ciclopirox von Natur aus chemotherapeutische Eigenschaften besitzen. Darüber hinaus können diese Wirkstoffe ein weniger immunsuppressives Tumormikromilieu schaffen. „In aggressiven, p53-therapieresistenten Krebsmodellen reduziert diese neue LNP-Plattform die Tumorlast erheblich und verlängert das Überleben“, fasste Le die Studienergebnisse zusammen.

Team plant Verfeinerung des Lipid-Nanopartikel-Designs und Erweiterung der Wirkstoffpalette

Mit Blick auf die Zukunft plant das Team, die Zusammenarbeit fortzusetzen, um diese Arbeit voranzutreiben. „Der Mechanismus, wie Ciclopirox und p53 tumorassoziierte Makrophagen umprogrammieren, ist noch nicht vollständig geklärt“, sagt Padilla. „Die Veröffentlichung weist auf einen plausiblen Signalweg hin, macht jedoch deutlich, dass dieser noch bestätigt werden muss.“

Zukünftige Bemühungen umfassen die Verfeinerung des Nanopartikel-Designs für eine höhere Präzision, die Erweiterung der therapeutischen Wirkstoffe über p53 und Ciclopirox hinaus sowie die Erforschung verschiedener Verabreichungswege. Das Team plant außerdem, die Plattform in komplexeren präklinischen Modellen unter Berücksichtigung der genetischen Vielfalt realer Patiententumoren zu testen. Deren Variabilität habe p53-Therapien in der Vergangenheit „zum Scheitern gebracht“, so Padilla. „Diese Arbeit öffnet die Tür zu einer völlig neuen Klasse anpassbarer Nanotherapien für Mundkrebs“, hofft Le. (ja/BIERMANN)

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