En  kreftcelle har tatt opp fluorescerende nanopartikler (i rødt). En stor andel av nanopartiklene ender opp inne i de små blærene som bryter ned store molekyler kalt lysosomer ( i grønt). (Foto: UiO)
En kreftcelle har tatt opp fluorescerende nanopartikler (i rødt). En stor andel av nanopartiklene ender opp inne i de små blærene som bryter ned store molekyler kalt lysosomer ( i grønt). (Foto: UiO)

Ny kreftmedisin med nanopartikler gir færre bivirkninger

Nanopartiklene skal sørge for at medisinen kommer helt fram til kreftsvulsten, før de løser seg opp i kroppen uten at pasienten merker det.

Publisert

Fakta om prosjektet

Navn: Biodegradable Nanoparticles in Cancer Diagnosis and Therapy

Partnere: Oslo Universitetssykehus, SINTEF, IC Target, NTNU, Universitetet i Tromsø, København universitet og J. Haber Institute of Catalysis and Surface Chem.

Budjsett: 30 millioner kroner, finansiert av Forskningsrådets NANO2021-program

Periode: 2013-2018

Kort fortalt går behandlingen ut på å pakke kreftmedisinene inn i nanopartikler som blir fraktet gjennom kroppen og helt fram til kreftcellene. Der brytes partiklene ned og medisinen slipper ut. Dette gjør at medisinen får virke direkte på det syke vevet istedenfor å gjøre ugagn andre steder i kroppen.

I arbeidet med å lage nye og bedre kreftmedisiner kombinerer altså forskere bioteknologi med nanoteknologi.

– Det som skjer er at nanopartiklene hjelper til med å konsentrere større deler av medisinen på det syke området. Dermed blir resten av kroppen mindre eksponert for virkestoffet, og man senker risikoen for bivirkninger, sier forsker Tore Skotland ved Radiumhospitalet.

Det viser seg at denne metoden ikke bare gir færre bivirkninger under selve behandlingen, den reduserer heller ikke pasientens fysiske tilstand etter at de har overvunnet kreften.

Må løse seg opp

Ved Institutt for Kreftforskning på Radiumhospitalet forsker de på såkalte biodegraderbare nanopartikler. Det vil si partikler som er så små at det kan gå ett tusen av dem på bredden av et hårstrå, og som brytes ned naturlig i kroppen.

Disse nanopartiklene kan være bygget opp av proteiner, fettstoffer eller sukkerarter som kan frakte medisinen fram til kreftsvulsten.

Ifølge Skotland kan en væske med nanopartikler bli sprøytet inn i blodet, og strukturen i nanopartiklene og i krefsvulsten gjør at partiklene hoper seg opp akkurat der. Denne opphopningen gjør at relativt sett flere nanopartikler løser seg opp i og rundt kreftsvulsten, enn ellers i kroppen.

– Det er en passiv virkemåte, men det fungerer, sier Kirsten Sandvig, professor ved Radiumhospitalet.

Nettopp poenget med at partiklene skal være biodegraderbare, det vil si at de skal løse seg opp og forsvinne i kroppen uten å bidra til bivirkninger, er viktig for Sandvig og hennes kolleger.

– Biodegraderbarhet har dessverre ikke fått like mye fokus i alle prosjekter som har vært gjennomført på dette området hittil, sier hun.

Øke kompetansen

Forskerne ønsker å øke kompetansen på dette fagområdet ved Radiumhospitalet spesielt, men også i norske fagmiljøer generelt.

– Mange forskergrupper har vært flinke til å lage fungerende nanopartikler og så kastet seg uti det og produsert studier på fagområder der de har hatt begrenset oversikt, sier Sandvig.

– Vi vil utvikle metoder og standarder som skal øke kvaliteten på denne forskningen.

Prosjektledergruppen ved Radiumhospitalet består av seniorforsker Tore Skotland (bak t.v.), seniorforsker Tore Geir Iversen i tillegg til professor Kirsten Sandvig. (Foto: Atle Abelsen)
Prosjektledergruppen ved Radiumhospitalet består av seniorforsker Tore Skotland (bak t.v.), seniorforsker Tore Geir Iversen i tillegg til professor Kirsten Sandvig. (Foto: Atle Abelsen)

På tvers av fagmiljøer

Sandvig etterlyser tverrfaglighet når forskere skal lage kreftmedisiner med nano- og bioteknologi.

– Dette er et svært viktig forskningsfelt for Norge, og behovet er stort for å utvikle bedre diagnostikk og behandling for kreftpasienter, sier Sandvig, og peker på at det allerede er kommet flere medisiner på markedet som baserer seg på nanopartikler, sier hun.

To av de mest aktuelle, som også er tilgjengelige i Norge, er liposombaserte Doxil (Caelyx) fra Johnson & Johnson og proteinbaserte Abraxane fra Celgene. Disse brukes blant annet i behandlingen av brystkreft. I tillegg til at de har økt effekt, har de dokumentert mindre bivirkninger i form av hjertetrøbbel og hårtap.

I tillegg til brystkreft retter denne forskningen seg mot behandling for tarmkreft.

Gassbobler og ultralyd

En annen forskergruppe ved NTNU arbeider med å pakke cellegiften inn i nanopartikler, som så festes til overflaten av mikro-gassbobler i blodstrømmen.

Professor Catharina de Lange Davies ved NTNU.  (Foto: Claude R. Olsen)
Professor Catharina de Lange Davies ved NTNU. (Foto: Claude R. Olsen)

Disse gassboblene knuses ved hjelp av ultralyd når de når området der kreftsvulsten befinner seg, slik at nanopartiklene og cellegiften får gjort jobben sin direkte på svulsten. Det kan brukes flere steder i kroppen, men passer spesielt til medisiner som skal til hjernen.

Professor Catharina de Lange Davies ved NTNU forteller at hjernevevet er beskyttet mot giftige stoffer ved en fysisk barriere – blodhjerne-barrieren (BBB) – fordi cellene som danner veggene i blodårene, er koblet tett til hverandre. I tillegg finnes det en pumpe på overflaten av cellene som effektivt pumper stoffene ut igjen dersom de skulle komme inn i cellene.

Disse to mekanismene gjør det vanskelig å behandle sykdommer i hjernen fordi legemidler blir stoppet. Ved å sprøyte gassfylte mikrobobler i blodårene og eksponere hjernen for ultralyd kan det dannes midlertidige små åpninger eller porer i BBB slik at legemidler kan gå inn i hjernevevet.

– Vi har utviklet en nanopartikkel-mikroboble. Nanopartiklene kan inneholde legemidler og stabiliserer gassboblene ved å danne et skall på overflaten av gassboblene. Ved fokusert ultralyd mot hjernen kan vi oppnå en høy konsentrasjon av nanopartikler med legemidler inn i hjernevevet, sier Davies.