Neue Nanopartikel Chemo ist sanfter auf Fruchtbarkeit

Unter Verwendung von Nanopartikeln als "Trojanische Pferde" haben Wissenschaftler einen Weg entwickelt und getestet, wie sie eine Arsen-basierte Chemo-Droge verabreichen können, die Krebs heftig angreift, aber die Eierstöcke schonender behandelt. Sie hoffen, dass die neue Methode helfen wird, die Fruchtbarkeit von Frauen, die sich einer Krebsbehandlung unterziehen, zu schützen.
Das Team entwickelte auch einen schnellen Weg, um existierende und neue Chemopharmaka auf ihre Wirkung auf die Eierstockfunktion zu testen, so dass Ärzte und ihre weiblichen Patienten Behandlungsentscheidungen treffen können, die Schäden an den Eierstöcken minimieren und somit die Chance auf eine zukünftige Familie erhöhen.
Das neue Nanopartikel-Chemo-Medikament, das sie entworfen haben, ist das erste Krebsmedikament, das während der Entwicklung auf seine Wirkung auf die Fertilität mit dem neuen Schnelltoxizitätstest getestet wurde.
Fortschritte in der Krebstherapie bedeutet, dass mehr Patienten überleben, aber viele weibliche Patienten haben oft einen vorübergehenden oder dauerhaften Verlust der Fruchtbarkeit nach der traditionellen Chemotherapie.
Co-Hauptermittlerin Teresa Woodruff, Leiterin der Fertilitätserhaltung an der Feinberg School of Medicine der Northwestern University in Chicago, sagt in einer Erklärung:
"Unser übergeordnetes Ziel ist es, intelligente Medikamente zu entwickeln, die den Krebs töten, aber bei jungen Frauen keine Sterilität verursachen."
Woodruff und Kollegen berichten in der Ausgabe vom 20. März über ihre Arbeit an dem neuen Medikament und dem Schnelltest PLUS EINS.

Gegenwärtig ist das Testen von Krebsmedikamenten hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Fruchtbarkeit zeitaufwendig und teuer.
Woodruff und der andere Co-Principal Investigator des Teams, Thomas O'Halloran, Direktor des Chemistry of Life Processes Institute am Northwestern, sind Ehemann und Ehefrau. Seine Expertise liegt in der Entwicklung von Krebsmedikamenten, in der Erhaltung der Fruchtbarkeit, und ihr natürliches Interesse an der Arbeit der anderen hat die Idee einer gemeinsamen Studie ausgelöst.

Nanobin wirkt wie ein kleines Trojanisches Pferd

Um das Krebsmedikament Arsentrioxid zu verabreichen, verpackten die Forscher es in ein "Nanobein". Das Nanobein enthält nanoskalige Arsenkristalle, die in einer Fettkapsel dicht gepackt sind.
Das "Trojanische Pferd" scheint also eine normale Fettblase zu sein, ein Liposom, enthält aber in Wirklichkeit eine halbe Million Moleküle tödlicher Krebsmedikamente.
O'Halloran beschreibt die Herausforderung, der sie beim Entwurf des Nanobeins gegenüberstanden:
"Sie müssen den Tumor mit einer signifikanten Dosis von Arsen wandeln, aber gleichzeitig die Exposition gegenüber normalem Gewebe von der Droge verhindern."
Liposomen sind hunderte Male kleiner als die durchschnittliche menschliche Zelle und gleiten leicht durch Löcher in den undichten Blutgefäßen, aus denen Tumore wachsen, um sie zu füttern.
Ein weiteres Merkmal, das die Forscher schnell zu ihrem Vorteil nutzen, ist, dass Tumorgewebe etwas saurer ist als gesundes Gewebe, was dem Nanobein hilft, seine tödliche Ladung an der richtigen Stelle freizusetzen.

Nanobin Form der Droge ist Potenter, verursacht aber weniger Schäden an der Fruchtbarkeit

Mit dem neuen Toxizitätstest konnte das Team zeigen, dass der Nanobin-Ansatz die gewünschte Wirkung auf Tumorzellen hatte, aber eine Schädigung von Eierstockgewebe, Follikeln oder Eiern verhinderte.
Sie weisen darauf hin, dass die reduzierte Toxizität auf der Tatsache beruht, dass "eingekapseltes Arsen nicht bioaktiv ist, bis es freigesetzt wird, was über einen Zeitraum von 48 Stunden auftritt".
Beim Test gegen Lymphome war die Nanobin-Form des Krebsmedikaments wirksamer als das Medikament in seiner traditionellen freien Form.
O'Halloran sagt, dass "das Medikament entwickelt wurde, um seine Wirksamkeit zu maximieren, aber die Fruchtbarkeit zu reduzieren."
"Viele Krebsmedikamente verursachen eine Sterilisation, deshalb ist der Fortpflanzungstrakt sehr wichtig, um sich auf die neuen Stadien des Wirkstoffdesigns zu konzentrieren. Andere Körpersysteme werden besser, wenn Menschen aufhören, das Medikament einzunehmen, aber die Fruchtbarkeit kann nicht wiederhergestellt werden", erklärt er.
Einer der Gründe, warum die Forscher sich entschieden haben, das neue Medikament bei Lymphomen zu testen, ist, weil, wie sie feststellten, "Hodgkin-Lymphom und Burkitt-Lymphom bei Patienten im gebärfähigen Alter weit verbreitet sind".
Arsentrioxid ist bereits für die Behandlung von Leukämie und anderen Blutkrebs beim Menschen zugelassen.
O'Halloran denkt in nanobiner Form könnte es auch verwendet werden, um solide Tumoren, einschließlich Brustkrebs zu behandeln. Er hat bereits Forschungsergebnisse veröffentlicht, die zeigen, dass Nanobins das Tumorwachstum bei dreifach negativem Brustkrebs reduzieren können, der oft schlecht auf traditionelle Chemotherapie reagiert und eine schlechte Überlebensrate hat.

Schnelltest für die Wirkung auf die Fruchtbarkeit

Währenddessen entwickelte das Team in der anderen Hälfte der Studie ein in vitro Follikelkultur, die schnell auf die frühen Wirkungen von Chemodrogen auf die Fruchtbarkeit testen kann.
Mit dem neuen Test verglichen sie die Wirkungen des Nanobeins und der freien Form des Arsenarzneimittels, das in den Zellkultur- und Mäuseexperimenten verwendet wurde, und zeigten, dass die Nanobinform für weibliche Fruchtbarkeit viel weniger toxisch war.
Woodruff erklärt, dass der Test leicht für jedes in der Entwicklung befindliche Krebsmedikament angepasst werden kann, um "einen frühen Blick unter das Zelt zu bekommen".
Die Ergebnisse eines solchen Tests werden Krebsärzten helfen, Behandlungsmöglichkeiten für weibliche Patienten zu evaluieren, die ihre Chancen auf eine zukünftige Familie erhalten möchten.
"Sie können weniger toxische Medikamente verschreiben oder sie an Fachärzte für Fertilitätserhaltung weiterleiten", erklärt Woodruff.
Apropos Nanobin-Form der Arsen-Droge, fügt sie hinzu:
"Da dieses neue Medikament in der Entwicklung voranschreitet, können wir sagen, dass es ein gutes Medikament für junge weibliche Krebspatienten ist, die sich Sorgen um die Fruchtbarkeit machen."
Mittel aus dem Nationalen Institut für Kindergesundheit und Entwicklung der National Institutes of Health, dem National Cancer Institute der National Institutes of Health und dem Department of Defense half, die Studie zu finanzieren.
In einer aktuellen Ausgabe von Fruchtbarkeit und SterilitätWissenschaftler des National Cancer Institute berichten über eine Studie über israelische Frauen, die Fruchtbarkeitsbehandlungen erhalten, bei denen eine IVF (In-vitro-Fertilisation) das Risiko für Brustkrebs und andere weibliche Krebsarten nicht erhöht.
Geschrieben von Catharine Paddock