Når lave doser af kræftlægemidler administreres kontinuerligt i nærheden af maligne hjernetumorer ved hjælp af såkaldt iontronisk teknologi, falder kræftcellevæksten drastisk.
Forskere ved Linköpings Universitet og det medicinske universitet i Graz påviste dette i forsøg med fugleembryoner. Resultaterne er et skridt nærmere nye typer af effektive behandlinger til svære kræftformer.
Ondartede hjernetumorer kommer ofte igen trods operation og efterbehandling med kemoterapi og stråling. Dette skyldes, at kræftceller kan "gemme sig" dybt inde i vævet og derefter vokse igen. De mest effektive lægemidler kan ikke passere gennem den såkaldte blod-hjerne-barriere – et tæt netværk omkring blodkar i hjernen, der forhindrer mange stoffer i blodet i at trænge ind i den. Derfor er der meget få tilgængelige muligheder for behandling af aggressive hjernetumorer.
I 2021 demonstrerede en forskergruppe fra Linköping Universitet og Medical University of Graz, hvordan en iontronisk pumpe kunne bruges til lokalt at administrere lægemidler og hæmme cellevækst for en særligt ondartet og aggressiv form for hjernekræft – glioblastom. På det tidspunkt blev der udført eksperimenter på tumorceller i en petriskål.
Bevist koncept
Nu har samme forskergruppe taget det næste skridt mod at bruge denne teknologi i klinisk kræftbehandling. Ved at lade glioblastomceller vokse ved hjælp af uudviklede fugleembryoner, kan nye behandlingsmetoder testes på levende tumorer. Forskerne viste, at væksten af kræft cellerne faldt, når lave doser af stærke lægemidler (gemcitabin) kontinuerligt blev administreret ved hjælp af en iontronisk pumpe direkte ved siden af hjernetumoren.
”Vi har tidligere vist, at konceptet virker. Nu bruger vi en model med en levende tumor, og vi kan se, at pumpen administrerer medicin meget effektivt. Så selvom det er en forenklet model af et menneske, kan vi med større sikkerhed sige, at det virker,” siger Daniel Simon, professor i organisk elektronik ved Linköpings Universitet.
Konceptet bag en fremtidig behandling for glioblastom involverer kirurgisk implantation af en iontronisk enhed direkte i hjernen tæt på tumoren. Denne tilgang tillader brugen af lave doser af potente lægemidler, mens blod-hjerne-barrieren omgås. Præcis dosering, både med hensyn til placering og timing, er afgørende for effektiv behandling. Derudover kan denne metode minimere bivirkninger, da kemoterapien ikke behøver at cirkulere i hele kroppen.
Behandling af forskellige kræftformer
Ud over hjernetumorer håber forskerne, at iontronics kan anvendes på mange typer af svære at behandle kræftformer.
”Det bliver en meget vedvarende behandling, som tumoren ikke kan gemme sig for. Selvom tumoren og det omgivende væv forsøger at fjerne stoffet, kan de materialer og kontrolsystemer, vi bruger i iontronics, kontinuerligt levere en lokal høj koncentration af medicin til vævet, der støder op til tumoren,” forklarer Theresia Arbring Sjöström, forsker ved Laboratoriet for Organisk elektronik ved Linköpings Universitet.
Forskerne sammenlignede pumpens kontinuerlige lægemiddeltilførsel med dosering én gang dagligt, som mere ligner, hvordan kemoterapi administreres til patienter i dag. De observerede, at tumorvæksten faldt med ionbehandlingen, men ikke med den daglige dosistilgang, selvom sidstnævnte var dobbelt så stærk.
Mere forskning påkrævet
Disse eksperimenter blev udført under anvendelse af fugleembryoner på et tidligt udviklingsstadium. Ifølge Linda Waldherr, forsker ved Medical University of Graz og gæsteforsker ved LiU, fungerer denne model som en god bro til større dyreforsøg:
"I fugleembryoner fungerer visse biologiske systemer på samme måde som dem i levende dyr, såsom dannelsen af blodkar. Vi behøver dog ikke at kirurgisk implantere nogen enheder i dem endnu. Det viser, at konceptet virker, selvom der stadig er mange udfordringer at tage fat på,” siger hun.
Forskerne mener, at forsøg på mennesker kan være gennemførlige inden for de næste fem til ti år. De næste trin involverer videreudvikling af materialer, der muliggør kirurgisk implantation af iontroniske pumper. Efterfølgende forsøg vil også blive udført på rotter og større dyr for yderligere at evaluere denne behandlingsmetode.
Undersøgelsen blev hovedsageligt finansieret af den østrigske videnskabsfond, EU's Horizon Europa programmet, den svenske fond för strategisk forskning, Knut og Alice Wallenbergs fond og det europæiske forskningsråd. Theresia Arbring Sjöström, Tobias Abrahamsson, Magnus Berggren og Daniel Simon er aktionærer i selskabet OBOE IPR AB, som ejer patenterne relateret til iontronic-teknologien.
Artikel: Kontinuerlig iontronisk kemoterapi reducerer hjernetumorvækst i embryonale fugle-in vivo-modeller, Verena Handl, Linda Waldherr, Theresia Arbring Sjöström, Tobias Abrahamsson, Maria Seitanidou, Sabine Erschen, Astrid Gorischek, Iwona Bernacka Wojcik, Helena Saarela, Tamara Tomin, Sophie Elisabeth Honeder, Joachim Distl, Waltraud Huber, Martin Asslaber, Ruth Birner-Grünberg , Ute Schäfer, Magnus Berggren, Rainer Schindl, Silke Patz, Daniel T. Simon, Nassim Ghaffari-Tabrizi-Wizsy; Journal of Controlled Release; offentliggjort online 11. april 2024. DOI: 10.1016/j.jconrel.2024.03.044
Skrevet af Anders Törneholm
