Ons lichaam heeft het vermogen om kankercellen op te ruimen en afgestorven weefsel te herstellen. Maar hoe krijg je de stoffen, die dat vermogen activeren, veilig en doeltreffend op de juiste plek? Met dit doel voor ogen ontwerpt Raymond Schiffelers nanodeeltjes. Met Europees onderzoeksgeld gaat hij nu onderzoeken of nanodeeltjes effectief kunnen worden ingezet voor immuuntherapie bij kanker en herstel van hartweefsel. 

Hartfalen is een groeiend probleem. Steeds meer mensen overleven een hartinfarct maar ontwikkelen daarna hartfalen door afgestorven hartweefsel.

Hartfalen

is een ernstige aandoening waarbij het hart niet voldoende bloed kan rondpompen. Dit heeft grote gevolgen voor de kwaliteit van leven en veel patiënten overlijden vroeger of later. “Hoe mooi zou het zijn als we ons eigen lichaam kunnen aanzetten tot herstel van dat weefsel?”, zegt Raymond Schiffelers, hoogleraar Nanomedicatie bij het UMC Utrecht. En hij vervolgt: “Dat kán.” 

Transportmiddel 

Zogeheten boodschapper RNA (MessengerRNA, afgekort tot mRNA) kan cellen in ons lichaam activeren die beschadigd weefsel herstellen. En datzelfde mRNA kan ook ingezet worden om ons immuunsysteem te activeren, zodat dit kankercellen in een tumor aanvalt. De grote vraag is hoe je mRNA veilig en doeltreffend op de juiste plek krijgt. Raymond: “mRNA zijn fragiele moleculen, die op weg naar hun doel beschermd moeten worden. Bovendien zijn ze veel te groot om zelf een cel binnen te dringen, zodat ze opgevouwen vervoerd moeten worden. Nanodeeltjes lijken daarvoor het beste beschermings- en transportmiddel.” 

Borstkanker

Nanogeneesmiddelen op basis van mRNA zijn nog niet op de markt. Wel wordt er veel onderzoek naar gedaan. Begin december kreeg Raymond samen met zijn Europese partners 15 miljoen euro subsidie uit het Europese innovatieprogramma Horizon 2020. Hij heeft twee onderzoekslijnen opgezet, die in 2019 starten. De eerste is gericht op weefselherstel na een hartinfarct. Met proefdieronderzoek wil hij achterhalen of een nanodeeltje met mRNA in de bloedbaan het hart kan vinden om dat aan te zetten tot herstel. De tweede onderzoekslijn richt zich op het activeren van het immuunsysteem bij kanker. Hiervoor zal Raymond zowel onderzoek doen in het laboratorium, als bij patiënten met een zeer agressieve vorm van borstkanker, triple negatieve borstkanker. Dit type borstkanker is ongevoelig voor hormoontherapie. “Om een behandeling te vinden voor deze patiënten, willen we de tumor injecteren met een mix van drie mRNA’s, verpakt in nanodeeltjes. Het mRNA moet vervolgens de immuuncellen activeren om kankercellen aan te vallen.”

Uitzaaiingen

Onderzoek met mRNA bij uitgezaaid melanoom (huidkanker) laat zien dat geactiveerde immuuncellen vanaf de plaats van toediening ook verderop in het lichaam op zoek gaan naar uitzaaiingen en die vernietigen. “Deze therapievorm heeft zodoende meerwaarde voor patiënten van wie je weet dat ze uitzaaiingen hebben of bij wie daar een sterk vermoeden op bestaat”, zegt Raymond. Eerdere studies doen daarnaast vermoeden dat immunotherapie betere resultaten biedt als ermee wordt gestart vóór het operatief verwijderen van de tumor. Raymond: “In proefdierstudies en bij patiënten met uitgezaaid melanoom laat deze behandeling een duidelijk positief effect zien: de overlevingskans neemt flink toe. Dat verwachten we ook bij triple negatieve borstkanker.”

Lagere kosten 

De behandeling met mRNA bij patiënten met uitgezaaid melanoom is echter wel complex: eerst worden immuuncellen uit het bloed van de patiënt gehaald. In het laboratorium worden daar drie typen mRNA aan toegevoegd. Vervolgens krijgt de patiënt het bewerkte bloed per infuus terug. Die behandeling kost 500.000 euro. Voor iedere patiënt moet het product namelijk apart en met het eigen bloed worden gemaakt. “Injecteer je de nanodeeltjes met mRNA rechtstreeks in de tumor, dan zou de prijs mogelijk met 90 procent kunnen dalen”, zegt Raymond. “Streven is natuurlijk de beste behandeling, en als het kan graag voor lagere kosten.” Zijn onderzoek is erop gericht om een technologie te ontwikkelen die bij meerdere ziektebeelden toepasbaar is en waarbij gerichte aanpassingen tot de beste behandeling leiden.

Grootste uitdaging

Voor het zover is, moeten er nog een hoop vragen beantwoord worden. Wat is de beste manier om nanomedicatie met mRNA toe te dienen: met een injectie direct in het probleemgebied of toch via een infuus? Maakt het uit welk type mRNA je wilt afleveren in de cel? Is het ene nanodeeltje misschien meer geschikt voor toediening in de bloedbaan en het andere juist voor lokaal injecteren? En: als het nanodeeltje met opgevouwen mRNA de cel is binnengedrongen, hoe zorg je er dan voor dat het zich uitvouwt en tot actie overgaat? Raymond: “Dat is misschien wel de grootste uitdaging. Het zou kunnen met een signaal van buitenaf, bijvoorbeeld met ultrageluid. Maar we kunnen wellicht ook veel leren van virussen. Een nanodeeltje is ongeveer even groot als een virus en dat weet uitstekend hoe het een cel moet binnendringen om daar uit te pakken.” 

Raymond Schiffelers en collega’s ontvingen de Horizon 2020-subsidie voor het EXPERT-voorstel (EXpanding Platforms for Effective RNA Therapeutics)