Lokalisert cellegift som «magic bullet»

Når man blir angrepet av sine egne celler og opplever en indre krig i kroppen, er innovasjon og nyskapning blant de viktigste våpnene.

Forsker Sofie Snipstad ved Institutt for fysikk ved NTNU har sammen med sitt team gjennomført en studie som går på lokalisert cellegift. Målrettet levering av cellegift kan potensielt både bekjempe kreftcellene mer effektivt, og skåne den kreftsyke for bivirkninger av behandlingen. Snipstads hovedfokus har vært en aggressiv brystkrefttype trippel-negativ, men håper at metoden de utvikler skal kunne brukes på flere typer kreft.

Normal cellegift tar alt i sin vei

Snipstad forklarer at problemet med normal cellegiftbehandling er at den påvirker hele kroppen og ikke bare de syke kreftcellene. Selv om det gjerne er høye doser av cellegift som blir gitt til pasienten, er det bare 0,01 prosent av medisinen som faktisk når fram til de syke cellene.

– Cellegiften påvirker spesielt celler som deler seg raskt, og det har vi jo også en del friske celler som gjør. Det er ikke slik at cellegiften tenker at «Her har jeg en kreftcelle, den tar jeg livet av, og her har jeg en normal celle, den skal jeg ikke påvirke». Den tar bare for seg alt den treffer på, sier Snipstad.

Hun forklarer at det er dette alle bivirkningene som kreftpasienter gjerne sliter med, kommer av. Kvalme, nedsatt immunforsvar, hårtap, redusert hukommelse og redusert muskelkraft er resultat av at cellegiften ikke i seg selv kan skille mellom friske og syke celler.

– Tanken har lenge vært og kunne bruke en såkalt «magic bullet», altså mer målrettet cellegift.

Hun poengterer at forskere har jobbet med dette i flere tiår og at det absolutt ikke er noen ny tanke. Dette har igjen ført til at forskningen har tatt mange forskjellige retninger.

Sædceller kan kurere kreft

Tidligere i år kunne man eksempelvis lese i Illustrert Vitenskap at tyske forskere hadde kommet fram til en oppsiktsvekkende ny metode for behandling av underlivskreft hos kvinner. Sædceller bløtlagt i cellegift ble utstyrt med skreddersydde rustninger bestående av jern og titan. Dette lot forskerne styre sædcellene rundt i en petriskål ved hjelp av en magnet. Videre tilførte forskerne klumper av kreftceller i petriskålen. Når de armerte sædcellene ble styrt inn i kreftsvulstene, falt rustningen av, og sædcellene kunne svømme inn i svulsten. Der frigjorde de lasten av medisinene, som så drepte kreften.

Andre prosjekter har for eksempel brukt forskjellige molekyler som binder seg til enkelte ting som bare finnes på kreftceller.

– Man kan for eksempel sette på et lite protein, som gjenkjenner et protein på kreftcellene slik at det binder seg akkurat der. Dette er et eksempel på strategien som kalles aktiv målsøking, sier Snipstad.

Lekke blodårer er inngangen

Strategien som Snipstad og forskningsteamet hun er en del av jobber med, kalles nanomedisin. De kapsler medisinen inn i nanopartikler, som kan gi flere fordeler. Blant annet kan man utnytte en effekt som ble oppdaget ganske tidlig i kreftforskningen.

– Blodårene i en svulst har en annen struktur enn blodårene i resten av kroppen. Disse blodårene har vokst veldig raskt for at kreftcellene skal kunne fortsette å vokse og dele seg som kreftceller gjør. Blodårene vokser innover i svulsten, og fordi kreftcellene deler seg så fort, vokser også blodårene fort for å opprettholde svulstens behov for næring og oksygen, forteller Snipstad.

På grunn av at blodårene vokser så raskt, får de også en helt annen struktur enn i det friske vevet i kroppen vår, og den kanskje viktigste egenskapen ved disse blodårene er at de utvikler masse porer i blodåreveggene.

– De er rett og slett det vi kaller for lekke, sier Snipstad.

Hun forklarer at på grunn av størrelsen de har vil disse nanopartiklene kunne sprøytes inn i blodet uten å påvirke de fleste typer friskt vev. De vil sirkulere gjennom blodet fram til svulsten, der de slipper ut gjennom de små porene, og på den måten blir en målsøkende leveringsmetode av medisinen.

Nanopartikler alene holder ikke

Snipstads forskning har vist at ved å levere medisinen på denne måten vil man kunne frakte omtrent hundre ganger mer cellegift til svulsten enn ved vanlig cellegiftbehandling.

– Et problem med denne metoden er at selv om nanopartiklene kommer seg fram til svulsten og lekker ut gjennom de porøse veggene i svulstens blodårer, når de hovedsakelig bare fram til de første lagene av kreftceller som ligger nærmest blodåren, sier hun.

En av utfordringene som Snipstad har jobbet med er dermed hvordan man kan få ført disse nanopartiklene lenger inn i svulsten. Gjennom et tverrfaglig samarbeid mellom NTNU, SINTEF, og St. Olavs Hospital har man valgt å bruke gass og ultralyd som en metode for å oppnå dette.

– Nanopartiklene blir satt sammen som et skall med gass. Disse små boblene blir så sprøytet inn i blodet, og ved hjelp av ultralyd kan man få boblene til å vibrere og sprekke inne i svulsten. Vibrasjonene vil massere blodårene og vevet, danne enda flere porer og dytte nanopartiklene lenger inn i svulsten, sier Snipstad.

Boblende nano mot kreft

Den foreløpige prekliniske forskningen har blitt utført på mus som har fått menneskelige kreftceller sprøytet inn i kroppen. Snipstad forklarer at det er veldig strenge regler når det gjelder slike forsøk, men at før de kan teste behandlingen på mennesker ligger det et krav om at det må testes på dyr.

– Mus er ikke så forskjellige fra mennesker. Selv om de er gnagere er det en ganske stor andel av genene som de faktisk deler med mennesker, sier Snipstad.

Hun forklarer at ved å bruke mus som forsøksdyr kan man for eksempel ta humane kreftceller og implantere dette i musene, og etter en stund vil cellene danne en liten svulst.

– Det er veldig strenge krav til hvordan slike forsøk skal utføres. Musene overvåkes og blir tatt godt vare på, og de skal ikke føle noe smerte, sier Snipstad.

Kreftfrie mus

Resultatene av forsøket som ble utført på musene, viste at ved kombinasjonen av gassfylte bobler med nanopartikler og ultralyd kunne de konkludere med at svulstene forsvant helt. 100 dager etter endt behandling var musene fortsatt kreftfrie, noe som er svært lovende for forskningens framtid. På grunn av den store forskjellen i levetid vil 100 dager for en mus utgjøre ganske mange år for et voksent menneske.

På tross av lovende resultater forteller Snipstad at løpet fra ideen oppstår i en lab til en metode kan taes i bruk er veldig lang, og gjerne tar 10-20 år. Det er en lang og tidkrevende prosess hvor man må innfinne seg med å se ting over et lengre perspektiv.

– Det viktigste med slike forskningsprosjekter er å være tålmodig. Det er en lang prosess over flere stadier som tar mye tid, og aller helst skulle man sett resultatene i går, men slik er det ikke innen medisinsk forskning, sier hun.

Ingen universalkur

Tanken er at dette skal være en behandling som kan brukes på flere typer kreft.

– Tanken er å kunne kapsle inn ulike typer cellegift. Ulike typer cellegift fungerer bedre på ulike typer kreft, men det er også sånn at vi har noen begrensninger. Vi trenger blant annet blodårer som vi kan sprøyte disse boblene eller partiklene inn i, og vi trenger også å vite hvor svulsten ligger for å kunne bruke ultralyden, sier Snipstad.

Har man for eksempel leukemi, og kreften er overalt i blodet, er ikke boblene og ultralyden nødvendigvis en hensiktsmessig behandling. Snipstad poengterer at det viktigste med forskjellige typer behandlinger er å karakterisere systemene sine godt, slik at man vet hvilke typer kreft metoden fungerer på.

Metoden med nanopartikler og ultralyd kan forhåpentligvis også tas i bruk på diverse hjernesykdommer, slik som hjernesvulster. Snipstad forteller at hovedutfordringen her er at blodårer i hjernen ikke har disse porene i blodårene som man finner i svulster i resten av kroppen.

– Det finnes flere medisiner for ulike hjernesykdommer, men problemet er at man rett og slett ikke har noen metode for å få levert medisinen dit den trengs. Det er flere forskjellige strategier som har blitt testet ut opp gjennom årene, men en av de strategiene som ser spesielt lovende ut er ultralyd, sier Snipstad. Forskningsgruppen har allerede vist i forsøksdyr at boblene sammen med ultralyd også kan brukes for å levere nanopartikler med medisin til hjernen.

Det skjer mye spennende og lovende innenfor kreftforskning, og Norges forskere står bak mange spennende studier og forsøk. Det er fortsatt en veldig lang vei å gå før man kan se blant annet Snipstads behandling tatt i bruk i pasienter.

Hva er det største håpet ditt for framtiden til din behandling?

– Det må jo være at den kan taes i bruk i klinikken. Vi er en stor gruppe, og alle som er involvert i forskningen håper nok på det samme, avslutter Snipstad.

Snipstads studie ble nylig publisert i Ultrasound in Medicine and Biology. Hvis man ønsker å vite mer om metodene brukt, eller resultatene som er funnet, finner man svar på alt dette der.