Nieuw Nanoparticle Chemo is Gentler op vruchtbaarheid

Met behulp van nanodeeltjes als "Trojaanse paarden" hebben wetenschappers een manier bedacht en in het lab getest om een ??op arsenicum gebaseerd chemodrug af te leveren die kanker heftig aanvalt, maar die zachter is voor de eierstokken. Ze hopen dat de nieuwe methode zal bijdragen aan de bescherming van de vruchtbaarheid van vrouwen die kankerbehandeling ondergaan.
Het team ontwikkelde ook een snelle manier om bestaande en nieuwe chemodrugs te testen op hun effect op de eierstokfunctie, zodat artsen en hun vrouwelijke patiënten behandelingsbeslissingen kunnen nemen die schade aan de eierstokken minimaliseren en zo de kans op een toekomstige familie vergroten.
Het nieuwe nanodeeltje chemodrug dat ze hebben ontworpen, is het eerste kankergeneesmiddel dat tijdens de ontwikkeling wordt getest op het effect op de vruchtbaarheid met de nieuwe snelle toxiciteitstest.
Vooruitgang in de kankertherapie betekent dat er meer patiënten overleven, maar veel vrouwelijke patiënten hebben vaak te maken met tijdelijk of permanent verlies aan vruchtbaarheid na het ondergaan van traditionele chemotherapie.
Mede-hoofdonderzoeker Teresa Woodruff, hoofd van het behoud van de vruchtbaarheid aan de Northwestern University Feinberg School of Medicine in Chicago, zegt in een verklaring:
"Ons algemene doel is slimme medicijnen te maken die de kanker doden, maar geen steriliteit veroorzaken bij jonge vrouwen."
Woodruff en collega's rapporteren hun werk over het nieuwe medicijn en de sneltest in het nummer van 20 maart van PLOS ONE.

Momenteel is het testen van middelen tegen kanker voor hun effect op de vruchtbaarheid tijdrovend en duur.
Woodruff en de andere co-principal-onderzoeker van het team, Thomas O'Halloran, directeur van de Chemistry of Life Processes Institute bij Northwestern, zijn man en vrouw. Zijn expertise ligt in de ontwikkeling van kankergeneesmiddelen, de hare in het behoud van vruchtbaarheid en hun natuurlijke interesse in elkaars werk leidde tot het idee van een onderzoek in samenwerkingsverband.

Nanobin werkt als een klein paard van Troje

Om het kankergeneesmiddel arseentrioxide te bezorgen, pakten de onderzoekers het in een "nanobin" in. De nanobin bevat ara-nische kristallen van arsenicum, dicht verpakt in een capsule van vet.
Dus het "Trojaanse paard" lijkt een normale bubbel van vet, een liposoom, maar bevat in werkelijkheid een half miljoen moleculen dodelijk antikankermedicijn.
O'Halloran beschrijft de uitdaging waarmee zij werden geconfronteerd bij het ontwerpen van de nanobin:
"Je moet de tumor met een aanzienlijke dosis arsenicum dichtslaan, maar tegelijkertijd blootstelling aan normaal weefsel uit het medicijn voorkomen."
Liposomen zijn honderden malen kleiner dan de gemiddelde menselijke cel en glippen gemakkelijk door gaten in de lekkende bloedvaten die tumoren groeien om ze te voeden.
Een ander kenmerk dat de onderzoekers snel in hun voordeel hebben omgezet, is dat tumorweefsel iets zuurrijker is dan gezond weefsel, waardoor de nanobin zijn dodelijke lading op de juiste plaats vrijgeeft.

Nanobin vorm van medicatie is krachtiger, maar veroorzaakt minder schade aan vruchtbaarheid

Met behulp van de nieuwe toxiciteitstest kon het team aantonen dat de nanobinbenadering het gewenste effect op tumorcellen had, maar schade aan eierstokweefsel, follikels of eieren kon voorkomen.
Ze merken op dat de verminderde toxiciteit is gebaseerd op het feit dat "ingekapseld arseen niet biologisch actief is totdat het wordt vrijgegeven, wat zich voordoet gedurende een periode van 48 uur".
Wanneer getest tegen lymfoom, was de nanobinevorm van het kankermedicijn krachtiger dan het medicijn in zijn traditionele vrije vorm.
O'Halloran zegt dat het medicijn is ontworpen om de effectiviteit te maximaliseren maar de vruchtbaarheid te verminderen.
"Veel kankermedicijnen veroorzaken sterilisatie, daarom is het reproductiekanaal echt belangrijk om op te focussen in de nieuwe stadia van het ontwerpen van medicijnen. Andere lichaamssystemen worden beter wanneer mensen stoppen met het medicijn, maar de vruchtbaarheid die je niet kunt herstellen," legt hij uit.
Een van de redenen waarom de onderzoekers ervoor kozen het nieuwe medicijn op lymfoom te testen, is omdat, zoals zij opmerken, "Hodgkin-lymfoom en Burkitt's lymfoom zeer veel voorkomen bij patiënten in de reproductieve leeftijd".
Arseentrioxide is al goedgekeurd voor de behandeling van leukemie en andere bloedkankers bij mensen.
O'Halloran denkt in nanobinevorm dat het ook kan worden gebruikt voor de behandeling van solide tumoren, waaronder borstkanker. Hij publiceerde al onderzoek waaruit blijkt dat nanobins de tumorgroei in triple-negatieve borstkanker kunnen verminderen, die vaak slecht reageert op traditionele chemo en een slecht overlevingspercentage heeft.

Snelle test voor effect op vruchtbaarheid

Ondertussen, in de andere helft van de studie, ontwikkelde het team een in vitro follikelcultuur die snel kan testen op de vroege effecten van chemodrugs op de vruchtbaarheid.
Met de nieuwe test vergeleken ze de effecten van de nanobin en van de vrije vorm van het arseen-medicijn dat werd gebruikt in de celkweken en muizenexperimenten, en toonden aan dat de nanobinevorm veel minder toxisch was voor de vrouwelijke vruchtbaarheid.
Woodruff legt uit dat de test gemakkelijk kan worden aangepast voor elk kankergeneesmiddel dat wordt ontwikkeld om "een vroege blik onder de tent te krijgen".
De resultaten van een dergelijke test zullen kankerartsen helpen bij het evalueren van behandelingsopties voor vrouwelijke patiënten die hun kansen op een toekomstige familie willen behouden.
"Ze kunnen minder toxische geneesmiddelenregimes voorschrijven of doorverwijzen naar specialisten op het gebied van vruchtbaarheidsbehoud", legt Woodruff uit.
Over de nanobin-vorm van het arseen-medicijn gesproken, voegt ze eraan toe:
"Naarmate dit nieuwe medicijn in ontwikkeling is, kunnen we zeggen dat dit een goed medicijn is voor jonge vrouwelijke kankerpatiënten die zich zorgen maken over de vruchtbaarheid."
Fondsen van het National Institute of Child Health en Development van de National Institutes of Health, het National Cancer Institute van de National Institutes of Health, en het ministerie van Defensie hielpen de studie te financieren.
In een recent nummer van Vruchtbaarheid en steriliteit, rapporteren de onderzoekers van het National Cancer Institute een onderzoek naar Israëlische vrouwen die vruchtbaarheidsbehandelingen krijgen waarbij IVF (in-vitrofertilisatie) het risico op borst- en andere vrouwelijke vormen van kanker niet lijkt te verhogen.
Geschreven door Catharine Paddock PhD