Krebs: Verwendung von Kupfer zur Förderung der Immuntherapie
Eine interdisziplinäre Gruppe von Wissenschaftlern hat erfolgreich Tumorzellen in Mäusen zerstört, indem neben der Immuntherapie Kupferverbindungen in Nanogröße verwendet wurden. Wichtig ist, dass die Tumoren nach Beendigung der Behandlung nicht zurückkehrten.
Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation ist Krebs die zweithäufigste Todesursache weltweit - 2018 war er für etwa 9,6 Millionen Todesfälle verantwortlich.
Die Reduzierung von Verhaltens- oder Ernährungsrisiken im Zusammenhang mit Krebs ist ein wichtiger Weg, um die Gesamtzahl der Krebstoten zu senken. Es ist jedoch auch entscheidend, wirksame Behandlungen zu finden.
Ärzte behandeln Krebs normalerweise mit einer Chemotherapie, dies hat jedoch häufig erhebliche Nebenwirkungen.Beispielsweise können einige Chemotherapeutika die weißen Blutkörperchen einer Person auslöschen, wodurch ihr Immunsystem geschwächt und für Infektionen offen bleibt.
Obwohl eine Chemotherapie erfolgreich sein kann, besteht immer das Risiko, dass der Krebs einer Person zurückkehrt.
Zu den jüngsten Fortschritten bei der Krebsbehandlung gehört die Immuntherapie, bei der das Immunsystem einer Person zur Bekämpfung von Krebszellen eingesetzt wird. Dies funktioniert jedoch nicht immer oder verlangsamt möglicherweise nur das Wachstum von Krebs, sodass es die Chemotherapie noch nicht ersetzen kann.
Kupfernanopartikel
In der neuen Studie an Mäusen kombinierten die Wissenschaftler die Immuntherapie mit Nanopartikeln auf Kupferbasis. Diese Kombinationsbehandlung zerstörte die Tumorzellen ohne Chemotherapie. Am wichtigsten ist jedoch, dass die Tumorzellen nach Beendigung der Behandlung nicht zurückkehrten.
Das Wissenschaftlerteam der KU Leuven in Belgien, der Universität Bremen, des Leibniz-Instituts für Werkstofftechnik in Deutschland und der Universität Ioannina in Griechenland stellte fest, dass Tumore bei Mäusen empfindlich gegenüber Kupferoxid-Nanopartikeln sind.
Typischerweise sind diese Nanopartikel im Inneren eines Organismus toxisch. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass sie durch die Verwendung von Eisenoxid zur Herstellung der Nanopartikel steuern konnten, welche Zellen die Nanopartikel zerstörten, wodurch gesunde Zellen unberührt blieben. Sie haben kürzlich ihre Ergebnisse in der Zeitschrift veröffentlicht Angewandte Chemie International Edition.
Prof. Stefaan Soenen und Dr. Bella B. Manshian von der Abteilung für Bildgebung und Pathologie der KU Leuven arbeiteten gemeinsam an der Studie. Sie erklären, wie „jedes Material, das Sie im Nanobereich erstellen, leicht andere Eigenschaften aufweist als sein normal großes Gegenstück.“ Sie machen weiter:
"Wenn wir Metalloxide in großen Mengen aufnehmen, können sie gefährlich sein, aber im Nanobereich und in kontrollierten, sicheren Konzentrationen können sie tatsächlich von Vorteil sein."
Die Wissenschaftler verwendeten zunächst nur die Nanopartikel, um auf die Tumorzellen abzuzielen. Wie erwartet kehrte der Krebs zurück. Das Team entdeckte jedoch, dass die Nanopartikel in Verbindung mit dem Immunsystem der Mäuse wirken können.
"Wir haben festgestellt, dass die Kupferverbindungen nicht nur die Tumorzellen direkt abtöten können, sondern auch die Zellen im Immunsystem unterstützen können, die Fremdsubstanzen wie Tumore bekämpfen", sagte Dr. Manshian.
Blockierung der Rückkehr von Krebs
Als die Wissenschaftler die Nanopartikel mit einer Immuntherapie kombinierten, starben die Tumorzellen und kehrten nicht zurück.
Um die Ergebnisse zu bestätigen, injizierten die Wissenschaftler den Mäusen neue Tumorzellen. Das Immunsystem der Mäuse zerstörte sofort die neuen Tumorzellen.
Die Forscher glauben, dass eine Kombination aus Nanopartikeln und Immuntherapie als Impfstoff gegen Lungenkrebs und Darmkrebs wirken könnte, die beiden von den Wissenschaftlern untersuchten Krebsarten.
Sie glauben jedoch, dass diese Technik bis zu 60% der Krebserkrankungen, einschließlich Brustkrebs und Eierstockkrebs, behandeln kann, die sich aus derselben Genmutation entwickeln.
"Soweit mir bekannt ist, ist dies das erste Mal, dass Metalloxide [verwendet] werden, um Krebszellen mit lang anhaltenden Immuneffekten in lebenden Modellen effizient zu bekämpfen", sagt Prof. Soenen. „Als nächsten Schritt wollen wir andere Metallnanopartikel herstellen und identifizieren, welche Partikel welche Krebsarten beeinflussen. Dies sollte zu einer umfassenden Datenbank führen. “
Ergebnisse aus Tierversuchen funktionieren nicht unbedingt beim Menschen. Um die Forschung weiter voranzutreiben, beabsichtigt das Team, die Behandlung an menschlichen Tumorzellen zu testen. Wenn dies erfolgreich ist, werden sie eine klinische Studie durchführen.
Laut Prof. Soenen gibt es jedoch noch einige Hürden auf dem Weg:
„Die Nanomedizin ist in den USA und in Asien auf dem Vormarsch, aber Europa bleibt zurück. Es ist eine Herausforderung, in diesem Bereich voranzukommen, da Ärzte und Ingenieure häufig eine andere Sprache sprechen. Wir brauchen mehr interdisziplinäre Zusammenarbeit, damit wir uns besser verstehen und auf dem Wissen des anderen aufbauen können. “
