Biotechnologie
Sferische Nucleïnezuren Verbeteren Chemotherapieafgifte Dramatisch
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Nanotechnologie‑gedreven therapeutische afgifte bij kanker
Ons inzicht in kanker is de afgelopen decennia sterk toegenomen, wat heeft geleid tot de ontdekking van uiteenlopende moleculen die kankercellen kunnen doden. Het probleem is echter dat kankercellen nog steeds deel uitmaken van het lichaam, ook al gedragen ze zich abnormaal en zullen ze uiteindelijk de overige cellen vernietigen.
Dit betekent dat dezelfde geneesmiddelen die kankercellen doden, ook behoorlijk toxisch kunnen zijn voor de overige cellen van het lichaam. Bovendien belemmeren de metabole en genetische afwijkingen van kankercellen vaak hun opname van de chemische stoffen die tegen hen effectief zijn.
Om beide redenen kan het proces van het afleveren van kankermedicijnen aan kankercellen net zo belangrijk, zo niet belangrijker, zijn dan de werkzaamheid van het medicijn zelf. Op deze manier worden niet alleen negatieve bijwerkingen verminderd, maar is de behandeling efficiënt genoeg om de patiënt te redden.
Precieze targeting is ook belangrijk om het risico op terugkeer van kanker te verkleinen, aangezien een hogere efficiëntie minder kans geeft op “verborgen” residuele kankercellen.
Een bijzonder veelbelovende afleveringsmethode maakt gebruik van Sferische Nucleïnezuren (SNAs), een nieuw type nanomolecuul dat goed wordt verdragen door het lichaam. Onderzoekers van Northwestern University hebben onlangs aangetoond dat SNAs de efficiëntie van een leukemiegeneesmiddel radicaal kunnen verhogen.
De onderzoekers publiceerden hun resultaten in ACS Nano1 onder de titel “Chemotherapeutische sferische nucleïnezuren”.
Uitdagingen bij de afgifte van kankermedicijnen
Een groot deel van de hogere overlevingskans bij kanker in de afgelopen twintig jaar hangt samen met betere afgiftesystemen voor kankerbehandelingen. Antilichamen, en met name monoklonale antilichamen, behoren inmiddels tot de beste therapeutische opties voor veel soorten kanker.
Een andere optie is het gebruik van een passief richtingssysteem, waarbij biomoleculen of nanodeeltjes specifiek op de kankercellen mikken.
Bron: MDPI
Terwijl antilichamen de afgelopen jaren in de schijnwerpers van de oncologie stonden, is een opkomend alternatief nanotechnologie, met speciaal ontworpen nanodeeltjes die direct aan kankercellen kunnen hechten en chemotherapie voorbij het celmembraan kunnen afleveren.
Bron: MDPI
Sferische Nucleïnezuren (SNAs)
De onderzoekers gebruikten in deze studie liposomale constructen van sferisch nucleïnezuur (SNA). Deze bestaan uit een nanodeeltjeskern, omgeven door een schil van dicht opeengepakte en sterk geordende nucleïnezuren.
Bron: Nature
SNAs werden voor het eerst gecreëerd in 1996 door Chad Mirkin aan Northwestern University, die tevens de hoofdonderzoeker van deze studie is.
Veel verschillende SNAs kunnen worden gemaakt door de aard van de nanodeeltje‑kern (goud, zilver, silica, liposoom, eiwitten, enz.) en de sequenties van de nucleïnezuren (DNA, RNA, enz.) te variëren.
Bron: Cancers
Structurele nanomedicijnen: Een nieuw tijdperk in medicijnafgifte
Eerdere studies toonden aan dat cellen SNA’s herkennen en opnemen. Nog belangrijker is dat kankercellen door hun overmatige activiteit SNA’s veel sneller opnemen dan gezonde cellen.
Juist de aard van kankercellen maakt ze dus ontvankelijker voor SNA’s.
“De meeste cellen hebben scavenger‑receptoren op hun oppervlak. Maar myeloïde cellen overexpressen deze receptoren, waardoor er nog meer van zijn.
Als ze een molecuul herkennen, trekken ze het de cel in. In plaats van zich te moeten forceren om de cel binnen te dringen, worden SNAs natuurlijk opgenomen via deze receptoren.”
Dit maakt deel uit van het groeiende vakgebied van de structurele nanogeneeskunde, waarin nauwkeurige controle over structuur en samenstelling wordt gebruikt om af te stemmen hoe nanogeneesmiddelen met het menselijk lichaam interageren.
Er lopen momenteel zeven klinische onderzoeken naar therapieën op basis van SNA’s, niet alleen voor kanker maar ook voor infectieziekten, neurodegeneratieve aandoeningen en auto-immuunziekten.
Pre‑klinische resultaten bij acute myeloïde leukemie (AML)
Opbouw van chemotherapie‑SNAs
De onderzoekers testten hun liposomale SNA voor de behandeling van leukemie. Ze gebruikten 5-fluorouracil (5-Fu), waarbij de nucleïnezuurcomponent van het SNA bestond uit tien chemisch gekoppelde eenheden 5-fluor-2′-deoxyuridine.
Bron: ACS Publications
De traditionele chemotherapie 5‑Fu bereikt kankercellen vaak niet efficiënt. Het kan bovendien veel problematische bijwerkingen veroorzaken: misselijkheid, vermoeidheid en, in zeldzame gevallen, zelfs hartfalen.
Het probleem is niet alleen de toxiciteit van het geneesmiddel zelf, maar ook dat nauwelijks 1% van de behandeling in het lichaam oplost. Daardoor klontert het middel samen of blijft het vast, zodat het lichaam het niet efficiënt kan opnemen.
“We weten allemaal dat chemotherapie vaak verschrikkelijk toxisch is. Veel mensen beseffen echter niet dat het middel ook vaak slecht oplosbaar is. Daarom moeten we manieren vinden om het wateroplosbaar te maken en effectief toe te dienen.”
De overexpressie van SNA-receptoren door myeloïde cellen, die leukemie veroorzaken, betekent dat zelfs een lagere dosis 5-Fu de kankercellen bereikt, terwijl gezonde cellen aan een veel lagere dosis worden blootgesteld.
Een bijkomend voordeel is dat liposomale SNA’s zeer goed oplosbaar zijn, waardoor ook dit probleem wordt weggenomen.
“De chemotherapeutica van vandaag doden alles wat ze tegenkomen. Ze doden dus de kankercellen, maar ook veel gezonde cellen. Onze structurele nanogeneeskunde zoekt bij voorkeur de myeloïde cellen op.
In plaats van het hele lichaam te overspoelen met chemotherapie, levert ze een hogere en gerichtere dosis precies waar die nodig is.”
Efficiëntiewinst door afgifte met SNA’s
De afgifte van 5-Fu in cellen met behulp van SNA’s is 12,5 keer hoger dan zonder SNA. Nog belangrijker is dat in een in-vitrostudie een verbetering van vier ordes van grootte (>1.000 keer) werd gemeten.
Bij muizen die menselijke leukemie nabootsten, was de antitumorwerking van het chemotherapeutische SNA 59 keer groter dan die van 5-Fu alleen. Mogelijk nog belangrijker: de muizen vertoonden bij behandeling met SNA’s geen bijwerkingen van 5-Fu.
“In diermodellen hebben we aangetoond dat we tumoren tot stilstand kunnen brengen.
Als dit ook bij menselijke patiënten werkt, is dat een bijzonder veelbelovende vooruitgang. Het zou effectievere chemotherapie, betere responspercentages en minder bijwerkingen betekenen.”
Veeg om te scrollen →
| Metriek | Vrije 5-Fu (standaard) | SNA-bezorgde 5-Fu (liposomale SNA) |
|---|---|---|
| Celopname (AML-cellen) | 1× (baseline) | ~12,5× hoger |
| In‑vitro celdodend vermogen | 1× (baseline) | Tot ~10.000× hoger |
| Antitumor effectiviteit in muizen (AML-model) | 1× (baseline) | ~59× grotere tumorreductie |
| Waargenomen toxiciteit/bijwerkingen (in studie) | Significante bekende bijwerkingen van 5-Fu (misselijkheid, vermoeidheid, cardiotoxiciteit) | Geen duidelijke toxiciteit waargenomen in beoordeelde parameters (muizenstudie) |
Toekomstige klinische en commerciële toepassingen van SNAs
SNA’s ontwikkelen zich snel tot een zeer veelbelovend afgiftemechanisme voor chemotherapeutische geneesmiddelen.
De volgende stap zal waarschijnlijk zijn om in hetzelfde diermodel andere geneesmiddelen te onderzoeken en te bepalen of de resultaten nog verder kunnen worden verbeterd. Een ander chemotherapeuticum dat bekendstaat om toxiciteitsproblemen maar zeer effectief cellen doodt, kan met SNA’s bijvoorbeeld verdraagbaar of vrijwel onschadelijk worden gemaakt en tegelijk nog doeltreffender kankercellen doden.
Op langere termijn zijn studies bij mensen nodig om het potentieel van deze technologie bij echte patiënten te beoordelen. Dat is doorgaans een kostbaar proces, van fase I (testen bij gezonde proefpersonen om de verdraagbaarheid te bepalen) tot fase III (testen bij grote aantallen kankerpatiënten).
Commercialisering en start-ups rond SNA’s
CancerVax
Chad A. Mirkin, hoofdonderzoeker van deze studie en ontdekker van SNA’s, is tevens wetenschappelijk oprichter van Flashpoint Therapeutics, een bedrijf dat SNA’s wil inzetten voor therapeutische toepassingen bij mensen.
Op basis van negen in-vivostudies stelt het bedrijf dat SNA’s de afgifte 35 keer verbeteren, de immuunactivatie 80 keer versterken en de tumordoding door T-cellen 6,5 keer verhogen. SNA’s kunnen door meer dan zestig verschillende celtypen worden opgenomen.
Bron: Flashpoint Therapeutics
Het bedrijf heeft een onderzoeksovereenkomst aangekondigd met CancerVax, dat een universeel kankerbehandelingsplatform ontwikkelt dat het immuunsysteem van het lichaam inzet om kanker te bestrijden.
Rechtstreeks investeren in CancerVax is alleen mogelijk voor geaccrediteerde beleggers, maar er loopt ook een aandelenfinanciering via crowdfunding die openstaat voor alle beleggers, tegen $2,10 per aandeel en een bedrijfswaardering van meer dan $80 miljoen.
“Het universele kankerbehandelingsplatform van CancerVax vereist nauwkeurige afgifte van meerdere componenten om kankercellen effectief op te sporen en te markeren.
Onze technologie is bij uitstek geschikt voor deze uitdaging en kan slimme mRNA-ladingen verpakken en afleveren met de efficiëntie en nauwkeurigheid die nodig zijn om het volledige potentieel van deze veelbelovende therapeutische aanpak te realiseren.”
Naast kanker kunnen SNA’s ook worden gebruikt voor de afgifte van therapieën op basis van CRISPR.
Vergeleken met standaard afgiftesystemen met lipidenanodeeltjes drongen LNP-SNA’s tot drie keer efficiënter cellen binnen, veroorzaakten ze minder toxiciteit, verdrievoudigden ze de efficiëntie van genbewerking en verbeterden ze nauwkeurig DNA-herstel met meer dan 60%.
Over het geheel genomen hebben SNA’s in in-vitro- en in-vivodierstudies aangetoond een zeer veelbelovende technologie te zijn. Ze zijn klaar om toepassingen bij mensen te verkennen voor kanker, gentherapie en andere belangrijke medische doeleinden.
Waarschijnlijk profiteren ze ook van de opkomst van andere precisietherapieën en technologieën, zoals CRISPR, die het potentieel van SNA’s verder zullen vergroten.
Bestudeerde Studie
1. Taokun Luo, Young Jun Kim, Zhenyu Han, Jeongmin Hwang, Sneha Kumari, Vinzenz Mayer, Alex Cushing, Roger A. Romero, Chad A. Mirkin. Chemotherapeutische sferische nucleïnezuren. ACS Nano, jaargang 19, nummer 44. 29 oktober 2025. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c16609
