Skräddarsydd radioterapi kan ge dubbel överlevnadstid

Tekniken bygger på att man använder målsökande molekyler som hittar tumörcellerna i kroppen. Till de målsökande molekylerna har forskarna kopplat radionuklider – ett radioaktivt ämne som sönderfaller och avger strålning – som dödar tumörcellerna.

En utmaning här är att få tillräckligt hög dos av strålning i tumören utan att man exponerar frisk vävnad i kroppen, något som ger upphov till biverkningar. Det är detta problem som KTH-forskare i samarbete med forskare från Uppsala universitet och Erasmus University Medical Center i Rotterdam nu har hittat en lösning på.

– Det vanliga tillvägagångssättet när man utför den här typen av riktad radioterapi är att man kopplar en terapeutisk radionuklid direkt till den molekyl som ska binda till tumörcellerna. På så sätt kan man dirigera det radioaktiva ämnet till den tumörcell som man vill döda. Problemet här är att den tumörbindande molekylen kommer att cirkulera runt i blodet under en längre tid och riskerar att ansamlas i friska organ, till exempel njure eller lever, vilket kan ge svåra biverkningar, konstaterar Amelie Eriksson Karlström, professor vid institutionen för proteinvetenskap på KTH och en av medförfattarna till den vetenskapliga artikeln.

Behandling i två steg
För att lösa detta problem har forskarna istället delat upp behandlingen i två steg. I det första steget injiceras den tumörbindande proteinmolekylen, som har kopplats ihop med en speciell igenkänningsmolekyl som kallas PNA. Den påminner om DNA, men har en annan kemisk uppbyggnad. Denna PNA-molekyl är helt ofarlig för kroppen.

Över tid kommer den tumörbindande molekylen att koncentreras i tumören. Efter 16 timmar injiceras en ny PNA-molekyl som kan binda till den första PNA-molekylen. Den andra PNA-molekylen bär med sig det radioaktiva ämnet till tumören. Det PNA som inte binder till tumören försvinner snabbt ur kroppen via urinen, vilket gör att de friska organen inte blir exponerade för radioaktivitet.

– Vi har testat detta på möss och ser en ökad överlevnadstid utan tecken på biverkningar hos de behandlade mössen, säger Amelie Eriksson Karlström.

Levde dubbelt så länge
Mössen som behandlades med den nya metoden levde ungefär dubbelt så länge som mössen i kontrollgrupperna. Kontrollgrupperna behandlades med enbart saltlösning, tumörbindande proteinmolekyl (utan radioaktivitet), eller radioaktivt PNA.

– Av etiska skäl behandlade vi ingen grupp med endast radioaktiv, tumörbindande proteinmolekyl. Vi har i tidigare studier sett att dessa molekyler i hög grad ansamlas i njuren, och en sådan behandling skulle därför troligen ha gett allvarliga njurskador hos mössen. I mössen som behandlades med den nya metoden såg vi dock inga tecken på njurskador, viktförlust eller andra biverkningar, säger Amelie Eriksson Karlström.

Tillsammans med kollegan Kristina Westerlund, forskare på institutionen för proteinvetenskap på KTH, har hon designat molekylerna och utvecklat metoderna för produktion, rening och analys. Kristina Westerlund har också gjort allt det experimentella arbetet på KTH, det vill säga produktion, rening och analys av de molekyler som används i studien.

Ökad effektivitet, mindre biverkningar
Det har under de senaste åren utvecklats flera nya biologiska läkemedel som används för riktad behandling av bröstcancer, konstaterar Kristina Westerlund.

– Vi tror att vår metod har stor potential att öka effektiviteten för denna typ av cancerläkemedel, utan att samtidigt ge fler biverkningar, säger hon.

När denna nya teknik finns ute på marknaden är det emellertid svårt att säga, enligt Amelie Eriksson Karlström.

– Utvecklingen av denna typ av läkemedel tar normalt minst 10 år efter forskningsgenombrottet, men vi hoppas att det kan gå fortare eftersom tekniken kan kombineras med biologiska läkemedel som redan är godkända för behandling av patienter, säger Amelie Eriksson Karlström.

Artikeln:
Radionuclide therapy of HER2-expressing human xenografts using an affibody molecule-based PNA-mediated pretargeting: in vivo proof-of-principle” (The Journal of Nuclear Medicine)

Kontakt:
Amelie Eriksson Karlström, professor vid institutionen för proteinvetenskap på KTH ameliek@kth.se, 08-790 99 78
Kristina Westerlund, forskare på institutionen för proteinvetenskap på KTH, krw@kth.se, 08-790 99 63