Onderzoekers van de Washington University School of Medicine in St. Louis, in samenwerking met Northwestern University, hebben een innovatieve, niet-invasieve behandelstrategie ontwikkeld voor glioblastoom. Dit is een van de meest agressieve en moeilijk behandelbare hersentumoren. De nieuwe aanpak maakt gebruik van nanomedicatie die via simpele neusdruppels rechtstreeks naar de hersenen kan worden gebracht. Deze technologie activeert krachtige immuunroutes die normaal gesproken moeilijk te bereiken zijn, en biedt daarmee een veelbelovend alternatief voor de huidige, vaak zeer belastende behandelmethoden.
Glioblastoom ontstaat uit astrocyten, een type hersencel, en treft jaarlijks zo’n 1000 tot 1200 mensen in Nederland. De ziekte vordert extreem snel en is vrijwel altijd fataal. Een belangrijke uitdaging in de behandeling is dat geneesmiddelen de hersenen moeilijk bereiken vanwege de bloed-hersenbarrière. Bovendien staat glioblastoom bekend als een “cold tumor”: een tumor die nauwelijks een natuurlijke immuunreactie oproept, waardoor gangbare immunotherapieën weinig effect hebben. De bevindingen van het nieuwe onderzoek zijn eerder deze maand gepubliceerd in PNAS.
Immuunsysteem activeren
Het onderzoeksteam wilde deze realiteit doorbreken door het immuunsysteem opnieuw te activeren. Daarbij richtten zij zich op het STING-signaalpad (Stimulator of Interferon Genes), een sleutelmechanisme dat het immuunsysteem aanzet wanneer cellen vreemd DNA detecteren. STING-activerende middelen bestaan al, maar vallen snel uiteen in het lichaam en moeten direct in de tumor worden geïnjecteerd. Dit is een invasieve procedure die herhaald moet worden voor voldoende effect.
Om dat probleem op te lossen werkten de onderzoekers samen met nanotechnologie-expert Chad Mirkin van Northwestern University, uitvinder van spherical nucleic acids (SNA’s). Dit zijn unieke nanostructuren waarbij DNA- of RNA-fragmenten dicht rond een goudkern zijn gerangschikt, wat zorgt voor een veel hogere therapeutische potentie dan traditionele toedieningsvormen.
DNA-fragmenten
In deze studie werden SNA’s ontwikkeld die speciaal ontworpen DNA-fragmenten bevatten om de STING-route te activeren in geselecteerde immuuncellen. Vervolgens kozen de onderzoekers voor intranasale toediening, een route die weinig belastend is voor patiënten en waarmee medicijnen via zenuwbanen in de neus direct naar de hersenen kunnen reizen. Tot nu toe was het activeren van het immuunsysteem met nanoschaaltherapie via de neus nog niet eerder aangetoond.
De resultaten zijn veelbelovend. In muizen met glioblastoom bereikte de nanomedicatie selectief de hersenen, activeerde ze vooral immuuncellen in en rond de tumor en veroorzaakte ze geen schadelijke verspreiding naar andere organen. De STING-route werd sterk geactiveerd, waardoor het immuunsysteem veel effectiever in staat was tumorcellen aan te vallen.
De impact werd nog groter wanneer de behandeling werd gecombineerd met middelen die T-cellen activeren. In slechts één of twee doses werden tumoren volledig geëlimineerd en ontstond bovendien langdurige immuniteit, een belangrijk voordeel in een ziekte die bijna altijd terugkeert.
Indrukwekkende resultaten
Hoewel de resultaten indrukwekkend zijn, benadrukt onderzoeksleider Alexander Stegh dat STING-activering op zichzelf niet genoeg is om glioblastomen definitief te bestrijden. Tumoren hebben meerdere manieren om immuunreacties te onderdrukken. Het team werkt daarom aan nanostructuren die meerdere immuunsignalen tegelijk kunnen activeren, zodat behandelingen krachtiger en gerichter worden.
Deze intranasale nanomedicatietechnologie kan uitgroeien tot een nieuwe generatie hersentumortherapieën: veiliger, minder invasief en veel effectiever. Bovendien opent het perspectief voor de behandeling van andere immunotherapie-resistente kankers.
Nanotechnologie en hersentumoren
In 2023 ontwikkelde een Canadees onderzoeksteam een veelbelovende nanotechnologische aanpak voor de behandeling van glioblastoom. De onderzoekers gebruikten met ijzeroxide gevulde koolstofnanobuisjes die, dankzij een antistofcoating, specifiek binden aan glioblastomacellen. Zodra de kankercellen de buisjes opnemen, wordt een magnetisch veld geactiveerd waardoor de nanobuisjes gaan draaien. Dit veroorzaakt ernstige schade aan de interne structuren van de tumorcellen, vooral aan de mitochondriën, en werkt als duizenden mini-scalpels die de cellen van binnenuit vernietigen.
In muizen leidde deze methode tot een duidelijke verkleining van de tumoren en een verlenging van de levensduur van gemiddeld 22 naar 27 dagen. De onderzoekers zien de techniek als een Trojaans Paard-strategie en willen het proces verder verfijnen voordat testen bij mensen mogelijk worden.
