De toekomst van kanker: nanorobots als behandeling

Eerder kon u lezen over de verwachte toename van kanker bij mannen in de toekomst indien niet wordt ingegrepen. Nieuw onderzoek kan mogelijk helpen bij de behandeling van kanker.

De onderzoeksgroep van Karolinska Institutet, onder leiding van professor Björn Högberg, heeft recent structuren ontwikkeld die dodelijke receptoren op het celoppervlak kunnen organiseren, wat leidt tot celdood. Deze structuren bevatten zes peptiden die in een hexagonaal patroon zijn gerangschikt. ‘Dit hexagonale nanopatroon van peptiden wordt een dodelijk wapen,’ legt professor Högberg uit. ‘Als je het als een medicijn zou toedienen, zou het willekeurig cellen in het lichaam beginnen te doden, wat niet goed zou zijn. Om dit probleem te omzeilen, hebben we het wapen verborgen in een nanostructuur die uit DNA is opgebouwd.’

Een “kill switch”

Het bouwen van nanoschaalstructuren met DNA als bouwmateriaal wordt DNA-origami genoemd. Dit is een techniek waar het team van Björn Högberg al jaren aan werkt. Ze hebben nu deze techniek gebruikt om een “kill switch” te creëren die onder de juiste omstandigheden wordt geactiveerd. ‘We hebben het wapen zo weten te verbergen dat het alleen kan worden blootgesteld aan de omgeving die te vinden is in en rond een solide tumor,’ zegt Högberg. ‘Dit betekent dat we een soort nanorobot hebben gecreëerd die specifiek kankercellen kan aanvallen en doden.’

De sleutel is de lage pH-waarde, of zure micro-omgeving, die gewoonlijk kankercellen omringt en het wapen van de nanorobot activeert. In celanalyses in testbuizen toonden de onderzoekers aan dat het peptide-wapen verborgen blijft in de nanostructuur bij een normale pH van 7,4, maar dat het een drastisch celdodend effect heeft wanneer de pH daalt tot 6,5.

Verminderde tumorgroei

Vervolgens hebben ze de nanorobot geïnjecteerd in muizen met borstkankertumoren. Dit resulteerde in een 70% vermindering van tumorgroei in vergelijking met muizen die een inactieve versie van de nanorobot kregen. ‘We moeten nu onderzoeken of dit werkt in meer geavanceerde kankermodellen die dichter bij de menselijke ziekte staan,’ zegt de eerste auteur van de studie, Yang Wang. ‘We moeten ook nagaan welke bijwerkingen de methode heeft voordat deze op mensen kan worden getest.’

Toekomst

De onderzoekers willen ook nagaan of het mogelijk is om de nanorobot nog gerichter te maken door eiwitten of peptiden op het oppervlak te plaatsen die specifiek binden aan bepaalde soorten kanker.

Het onderzoek werd gefinancierd door de Knut en Alice Wallenberg Foundation, de European Research Council (ERC), de Zweedse Onderzoeksraad en de Academie van Finland. De uitvinding zal worden gepatenteerd.