Radioactieve bacteriën verminderen de verspreiding van pancreaskanker in muizen dramatisch

Door bacteriën te gebruiken om radio-isotopen te transporteren die vaak worden gebruikt in kankertherapie direct in pancreaskankercellen bij muizen, konden onderzoekers in de VS het aantal secundaire tumoren dat ontstaat wanneer de kanker zich uitbreidt naar andere delen van het lichaam (metastasen) drastisch verminderen.
Claudia Gravekamp en collega's van het Albert Einstein College of Medicine van de Yeshiva University, Bronx, New York, schrijven over hun succesvolle experiment in een paper dat deze week in het gedrukte nummer van de Proceedings van de National Academy of Sciences.
Gravekamp, ??co-senior auteur van de paper, is universitair hoofddocent microbiologie en immunologie bij Einstein en bestudeert nieuwe benaderingen voor de behandeling van gemetastaseerde kanker.
Ze zegt dat zij en haar collega's enorm gestimuleerd werden toen ze een 90% reductie in secundaire tumoren of metastasen bereikten in hun eerste experimentele ronde.
Gravekamp zegt in een verklaring:
"Op dit punt kunnen we zeggen dat we een therapie hebben die zeer effectief is voor het verminderen van metastasen bij muizen."
Bovendien slaagden ze erin om dit succes te bereiken bij muizen met zeer agressieve pancreaskanker zonder gezond weefsel te schaden.
"Met verdere verbeteringen heeft onze aanpak het potentieel om een ??nieuw tijdperk te beginnen in de behandeling van metastatische pancreaskanker", zegt Gravekamp.

Alvleesklierkanker heeft een slecht overlevingspercentage

Pancreaskanker is een van de dodelijkste kankers, met minder dan 4% van de mensen die meer dan vijf jaar na de diagnose overleven.
In de VS suggereren schattingen van het National Cancer Institute dat er dit jaar iets meer dan 45.200 mensen zullen ontdekken dat ze alvleesklierkanker hebben en dat er ongeveer 38.500 aan zullen sterven.
Alvleesklierkanker is niet gemakkelijk vroeg te detecteren, omdat het lang duurt voordat merkbare symptomen opduiken, dus tegen de tijd dat de meeste patiënten een diagnose ondergaan, heeft de kanker zich al naar andere delen van het lichaam verspreid.
Een recent gepubliceerde studie suggereert echter dat het mogelijk kan zijn om alvleesklierkanker vroegtijdig te detecteren met behulp van een benadering die metabolomische analyse wordt genoemd om niveaus van slechts vier metabolieten te beoordelen.
Als alvleesklierkanker wordt ontdekt voordat het zich heeft verspreid, kan het worden behandeld met een operatie, maar als het eenmaal is uitgezaaid of gemetastaseerd, zijn de kansen op een succesvolle behandeling niet goed.
Patiënten met gemetastaseerde alvleesklierkanker hebben meestal geelzucht, pijn, gewichtsverlies en vermoeidheid. Er is geen remedie als het dit stadium heeft bereikt, en behandelingen worden voornamelijk gegeven om de kwaliteit van leven te verbeteren.

Bacteriën kunnen kankercellen infecteren en geen normale cellen

Het idee voor deze studie begon enkele jaren eerder toen wetenschappers merkten dat een verzwakte laboratoriumvorm van de bacterie Listeria monocytogenes kan kankercellen infecteren, maar niet gezonde normale cellen. (De wilde vorm van de bacterie is degene die listeriose veroorzaakt, een potentieel ernstige door voedsel overgedragen ziekte, vooral bij mensen met een verzwakt immuunsysteem.)
Toen in 2009 ontdekte Gravekamp waarom Listeria infecteert kankercellen en niet gezonde cellen. De omgeving rond de tumor onderdrukt het immuunsysteem dat dan te zwak is om zich tegen de bacterie te verdedigen, waardoor het binnen de kankercellen van de tumor kan overleven. In normaal weefsel kan het niet lang genoeg leven om dit te laten gebeuren.
Na deze ontdekking toonden wetenschappers die met bacteriën experimenteerden als dragers van antikankermiddelen, gebruik van laboratoriumculturen Listeria zou kunnen worden aangepast om anti-kanker medicijnen in tumorcellen te dragen. Maar ze hebben het nooit bij dieren getest.

Het dragen van radio-isotopen in tumorcellen

Het was co-senior auteur Ekaterina Dadachova, hoogleraar radiologie en van microbiologie en immunologie bij Einstein, die het idee had om te zien of Listeria kon radio-isotopen (vaak gebruikt in kankertherapie) in de tumorcellen dragen.
Dadachova is een pionier in het ontwikkelen van radio-immunotherapie, waarbij radio-isotopen worden verbonden aan antilichamen die bepaalde cellen selecteren, zoals ziektebacteriën, kankercellen of cellen die met HIV zijn geïnfecteerd. Wanneer de antilichamen zich binden met hun doelwit, maken ze hun radioactieve ladingen vrij die de doelwitcellen blazen en doden met straling.
Voor deze laatste studie hechtten Gravekamp, ??Dadachova en collega's de radioactieve isotoop rhenium aan de verzwakte Listeria.
Dadachova zegt dat ze voor renium gekozen hebben omdat het beta-deeltjes afgeeft, die vooral goed zijn in het behandelen van kanker.
Een andere reden waarom ze voor renium gekozen hebben, is dat ze een halfwaardetijd van 17 uur hebben, dus vrij snel onschadelijk wordt, waardoor er minimale schade aan gezonde cellen ontstaat.

Pancreatic Cancer Secondary Tumors in Mice Shrank met 90%

Het team werkte met twee groepen muizen met uitgezaaide alvleesklierkanker. Ze gaven beide groepen een keer per dag gedurende zeven dagen abdominale injecties. In één groep bevatten de injecties radioactief Listeriain de andere groep bevatten ze zoutoplossing (de controles).
Na 21 dagen telden de onderzoekers de secundaire tumoren in de muizen en vonden 90% minder radioactief Listeria groep vergeleken met de met zoutoplossing behandelde controles.
Ze vonden ook dat de radioactieve bacteriën het primaire tumorgewicht verminderden met gemiddeld 64% vergeleken met de met zoutoplossing behandelde controles.
Toen ze kanker en gezond weefsel onderzochten, vond het team hogere concentraties van Listeria in de secundaire tumoren, en in mindere mate in de primaire tumoren, maar niet in normaal gezond weefsel.
Ze melden ook dat de muizen die de radioactieve bacteriën ontvingen geen schadelijke bijwerkingen vertoonden.

Doel is om 100% van secundaire tumoren te verwijderen

Gravekamp zegt hun doel is om 100% van de secundaire tumoren te verwijderen. Elke kankercel die nog in leven is, is een potentiële bron van nieuwe secundaire tumoren, dus de enige manier om er zeker van te zijn is ze allemaal te doden.
Dadachova zegt dat ze het experiment moesten stoppen op 21 dagen omdat de controlemuizen dood gingen. Ze moeten nu uitvinden welk effect de behandeling heeft op het overleven van dieren.
Het team denkt dat het de behandeling kan verbeteren door het doseringsschema aan te passen, hogere doses straling te gebruiken of zelfs meer lading aan de bacteriën toe te voegen in de vorm van andere geneesmiddelen tegen kanker.
Ondertussen werken wetenschappers in andere onderzoekscentra ook aan benaderingen om backpackende bacteriën te gebruiken om minieme doses 'nanomedicijnen' mee te nemen.
Geschreven door Catharine Paddock PhD