tumor

Hoe kunnen artsen een tumor zo efficiënt mogelijk verwijderen? Het antwoord ligt voor de hand: een anti-kankermedicijn gericht op de plek van de tumor krijgen. Zo blijft de schade aan gezond weefsel beperkt. Biochemicus Etienne van Bracht van het Radboud UMC is van mening dat kleine, biologisch afbreekbare capsules van eiwitten de perfecte transporteurs zijn van anti-kankermedicijnen.

Een tumor deelt en vermenigvuldigd zich enorm snel. Anti-kankermedicijnen zorgen ervoor dat de groei vertraagt en dat verdere verspreiding wordt tegengegaan. Helaas vallen deze medicijnen ook gezonde, snelgroeiende cellen aan. Dit verklaart waarom kankerpatiënten die chemotherapie ondergaan last krijgen van vervelende bijwerkingen, zoals haaruitval en misselijkheid.

Russische roulette
Het risico om aan kanker te sterven wordt steeds kleiner. De vooruitgang vindt echter plaats in kleine stapjes. Sommige vormen van kanker zijn te voorkomen door een gezonde leefstijl of vaccinatie, maar andere vormen ontstaan gewoon. Russische roulette zou je het kunnen noemen. Sommige vormen van kanker zijn helaas nog steeds dodelijk. Het Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis verwacht dat over twintig jaar negentig procent van alle kankers een chronische ziekte is.

Toch is er een oplossing, namelijk een anti-kankermedicijn op de juiste locatie afleveren. Een manier hiervoor is om de medicijnen te voorzien van afweerstoffen die gericht binden aan signaalstoffen die specifiek, of in sterk verhoogde mate, door tumorcellen worden gemaakt. Hoewel dit werkt, bereiken de middelen op de plek van de tumor niet altijd voldoende hoge concentraties. Het grootste deel van de medicijnen wordt uit het bloed gefilterd, nog voordat het middel zijn werk doet. De tumorcellen zijn vervolgens redelijk in staat de resterende geneesmiddelen uit de cel te houden. Bij hogere medicijnconcentraties wordt dit onmogelijk.

Microscopisch kleine capsules
In zijn proefschrift ‘Development of Albumin-based Lyophilisomes as Drug Delivery Capsule for Cancer Therapy‘ beschrijft Van Bracht dat hogere concentraties te bereiken zijn door geneesmiddelen te verpakken in microscopisch kleine capsules. De geneesmiddelen worden vervolgens direct in de cel afgeleverd en doen daar hun werk.

Er zijn verschillende materialen waar zulke capsules van gebouwd kunnen worden. Neem bijvoorbeeld liposomen. Dit zijn kleine bolletjes van vetzuren, die van nature in celmembranen voorkomen. Het nadeel is dat liposomen niet stabiel genoeg zijn in het maak- en bewaarproces. Polymeren vormen een alternatief. Deze bioplastics zijn in veel grootten en samenstellingen te vormen, maar helaas zijn de afbraakproducten giftig.

Gevulde eiwitbolletjes
Van Bracht is een voorstander van eiwitcapsules. Deze combineren de voordelen van liposomen en polymeren. Van Bracht gebruikte voor zijn onderzoek capsules van het eiwit albumine. Hij maakte ze door een oplossing van eiwitten zeer snel in te vriezen tot -196 graden en het daarna weer ‘op te warmen’ tot -10 graden en te vriesdrogen. Hierdoor ontstonden er piepkleine eiwitbolletjes. Deze bolletjes werden vervolgens ondergedompeld in een bad met een oplossing van de kankermedicijnen doxorubicine en curcumine. Deze medicijnen werden in de capsules opgesloten.

De gevulde eiwitbolletjes kunnen in de bloedbaan worden gebracht. Omdat tumoren lekke bloedvaten hebben, komen de eiwitcapsules uit het bloed in de ruimtes tussen de tumorcellen terecht. Hier blijven de capsules rondhangen. Capsules met een grootte van 200 nanometer zijn het effectiefst.

Eierstoktumor
Van Bracht testte de werking van de capsules bij eierstoktumoren. De signaalstof mucine 1 is in deze tumorcellen aanwezig. De afweerstof hKC4 bindt hieraan. Van Bracht voorzag zijn capsules daarom van een coating van deze afweerstof. In het lab bleek dat de capsules hierdoor inderdaad selectief de eierstoktumorcellen opzoeken. Het bleek echter dat de capsules hun dodelijke chemotherapie net buiten de cellen afgaven. De medicijnen konden vervolgens maar mondjesmaat doordringen in de cellen. De snelheid van opname van de medicijnen kon Van Bracht opvoeren door een cel-penetrerend eiwit toe te voegen aan de coating van de capsules.

“Dankzij de wetenschap overwinnen steeds meer mensen deze vreselijke ziekte”

“In het laboratorium werkt het allemaal naar wens”, zegt Van Bracht in het persbericht. “We kunnen onze capsules zo maken dat ze effectief binden aan de tumorcellen en makkelijk door het celmembraan heen kunnen dringen. Een volgende stap is om te onderzoeken of we een werkzame combinatie kunnen maken van afweerstoffen en celpenetrerende eiwitten op dezelfde capsule. Wat ook nog een uitdaging blijft is dat de capsules eigenlijk te snel uit het lichaam worden gezuiverd door de lever en de milt. Het lichaam ziet de eiwitcapsules toch als lichaamsvreemd materiaal. Voordat we het gebruik van deze capsules bij de mens kunnen gaan onderzoeken, moeten we dat probleem dus nog oplossen.”

Grote sprongen voorwaarts
Mede dankzij het onderzoek van Van Bracht maakt kankeronderzoek grote sprongen voorwaarts. De afgelopen jaren is er een urinetest ontworpen waarmee kanker kan worden opgespoord, leerden wetenschappers hoe kanker uitzaait in het lichaam en vonden wetenschappers een stofje dat de naakte molrat kankervrij maakt. Dankzij de wetenschap overwinnen steeds meer mensen deze vreselijke ziekte, en dat is natuurlijk fantastisch nieuws!