Hoe een parasitaire vis ons kan helpen bij het bestrijden van hersenkanker en beroerte
Onderzoekers wenden zich tot een oude vissoort in een poging een betere manier te vinden om therapeutische medicijnen in de hersenen te brengen om aandoeningen en gebeurtenissen te behandelen, variërend van kanker tot beroerte.
Afbeeldingscredit: T. Lawrence, Visserijcommissie van de Grote Meren
Lampreien zijn een van de oudste nog bestaande soorten palingachtige kaakloze vissen. Ze bevolken zowel rivieren als kustwateren in gematigde streken over de hele wereld.
Deze vreemd uitziende vissen worden bijzonder griezelig weergegeven door hun botloze, met tanden omzoomde mond. Ze zijn ook parasitair en voeden zich met het bloed van andere vissen.
Nieuw onderzoek suggereert dat deze waterbewoners een aanpasbaar voertuig kunnen zijn voor medicijnen die de biologische effecten behandelen van aandoeningen of gezondheidsgebeurtenissen die de hersenen beïnvloeden.
Een recente studie, uitgevoerd door een team van wetenschappers van de Universiteit van Wisconsin-Madison en de Universiteit van Texas in Austin, heeft gekeken naar een type molecuul uit het immuunsysteem van lampreien, genaamd "variabele lymfocytreceptoren" (VLR's).
De onderzoekers leggen uit dat wat VLR's interessant maakt, hun vermogen is om zich te richten op de extracellulaire matrix (ECM), een netwerk van macromoleculen die structuur geven aan de cellen die ze omringen.
Dit netwerk maakt een groot deel uit van het centrale zenuwstelsel, dus het onderzoeksteam gelooft dat VLR's kunnen helpen om medicijnen naar de hersenen te transporteren, waardoor de effectiviteit van behandelingen voor hersenkanker, hersentrauma of beroerte kan toenemen.
“Deze set van doelgerichte moleculen lijkt enigszins agnostisch voor de ziekte. We denken dat het kan worden toegepast als platformtechnologie onder verschillende omstandigheden. "
Studieauteur prof. Eric Shusta
De onderzoekers testten hun hypothese op muismodellen van agressieve hersenkanker, en ze rapporteren hun resultaten in het tijdschrift Science Advances.
Een veelbelovend experiment
Normaal gesproken zullen medicijnen niet gemakkelijk de hersenen binnendringen, omdat ze worden beschermd door de hersenbloedbarrière, die voorkomt dat potentieel schadelijke stoffen in de hersenen lekken. Deze barrière verhindert echter ook dat de medicatie zijn doel bereikt.
In het geval van sommige gezondheidsgebeurtenissen die de hersenen aantasten, wordt de hersenbloedbarrière "losser", waardoor de hersenen aan verdere problemen kunnen worden blootgesteld, maar ook dat er medicijnen kunnen binnendringen.
In het huidige onderzoek waren de onderzoekers geïnteresseerd in het testen van de effectiviteit van VLR's, gebruikmakend van de verstoring van de hersenbloedbarrière in het geval van glioblastoom, een agressieve vorm van hersenkanker.
"Moleculen zoals deze [VLR's] zouden normaal gesproken geen vracht naar de hersenen kunnen vervoeren, maar overal waar een bloed-hersenbarrière verstoord is, kunnen ze medicijnen afleveren op de plaats van de pathologie", legt prof. Shusta uit.
Het onderzoeksteam werkte met muismodellen van glioblastoom en behandelde ze met VLR's gebonden aan doxorubicine, een medicijn dat wordt gebruikt om deze vorm van kanker bij mensen te behandelen.
Prof. Shusta en collega's melden dat deze aanpak veelbelovend was en de overleving verlengde van de knaagdieren die met deze experimentele combinatie werden behandeld.
De onderzoekers merken op dat het binden van VLR's aan verschillende medicijnen nog een ander belangrijk voordeel kan hebben - het zou specialisten in staat kunnen stellen significant hogere doses van die medicijnen af te geven aan de hersen-ECM.
"Vergelijkbaar met water dat in een spons wordt gedrenkt, zullen de lamprei-moleculen in potentie veel meer van het medicijn ophopen in de overvloedige matrix rond cellen in vergelijking met specifieke afgifte aan cellen", illustreert coauteur prof. John Kuo.
En deze bindende "truc" zou kunnen helpen om nog een ander probleem op te lossen. De onderzoekers leggen uit dat hersencellen hun eigen vijand kunnen zijn als het gaat om het ontvangen van behandeling, omdat ze chemicaliën die ze bereiken 'losmaken'.
Omdat VLR's zich echter richten op de ECM die hersencellen omgeeft, kan dit ervoor zorgen dat de medicijnen gedurende langere perioden op de cellen inwerken.
"Dit zou een manier kunnen zijn om therapieën op hun plaats te houden die zich anders niet goed ophopen in de hersenen, zodat ze effectiever kunnen zijn", zegt co-auteur Ben Umlauf, Ph.D.
‘Deze strategie proberen in verschillende modellen’
Ten slotte merken de onderzoekers op dat de VLR's in de muismodellen vrij door het lichaam circuleren, maar dat ze zich niet ophopen in gezond weefsel. Dit suggereert dat deze moleculen gezonde, functionerende organen niet zouden verstoren.
In de toekomst willen de onderzoekers proberen VLR's te combineren met andere soorten antikankermedicijnen, inclusief die gebruikt bij immunotherapie, om te zien hoe goed de moleculen zouden werken met een meer diverse reeks therapieën.
Een andere mogelijkheid die de onderzoekers zouden willen onderzoeken, is het gebruik van VLR's om eventuele verstoringen van de bloed-hersenbarrière op te sporen, wat zou kunnen duiden op het begin van een gezondheidsgebeurtenis. Ze stellen voor om dit te doen door VLR's te binden aan geavanceerde sondes die compatibel zijn met hersenbeeldvormingstechnologieën.
Voorlopig echter: "Ik ben opgewonden over het uitproberen van deze strategie in verschillende ziektemodelsystemen", verklaart Kuo, eraan toevoegend dat "[t] hier verschillende ziekteprocessen zijn die de bloed-hersenbarrière verstoren. een verscheidenheid aan verschillende therapieën met deze moleculen. "
