CHICAGO — Wie kann man Lymphome ohne Medikamente vernichten?

Sie zu Tode hungern lassen, indem man ihnen das entzieht, was offenbar ein Lieblingsessen ist: HDL-Cholesterin.

Forscher von Northwestern Medicine® haben dies mit einem neuen Nanopartikel entdeckt, der wie ein geheimer Doppelagent wirkt. Es erscheint der krebsartigen Lymphomzelle wie eine bevorzugte Mahlzeit – natürliches HDL. Aber wenn das Teilchen in die Zelle eindringt, verstopft es sie und verhindert, dass Cholesterin in die Zelle gelangt. Ohne einen wichtigen Nährstoff stirbt die Zelle schließlich ab.

Eine neue Studie von C. Shad Thaxton, M.D., und Dr. Leo I. Gordon zeigt, dass synthetische HDL-Nanopartikel das B-Zell-Lymphom, die häufigste Form der Krankheit, in kultivierten menschlichen Zellen abtöten und das Tumorwachstum des menschlichen B-Zell-Lymphoms in Mäusen hemmen.

Die Studie wurde am 21. Januar in der Zeitschrift Proceedings veröffentlicht. 21. Januar in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

„Dies hat das Potenzial, letztendlich eine ungiftige Behandlung für B-Zell-Lymphome zu werden, die keine Chemotherapie erfordert“, sagte Gordon, der zusammen mit Thaxton an der Arbeit beteiligt war. „

Gordon ist Professor für Medizin in Hämatologie/Onkologie und Thaxton ist Assistenzprofessor für Urologie, beide an der Northwestern University Feinberg School of Medicine.

Gordon ist außerdem Co-Direktor des Programms für hämatologische Malignität am Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center der Northwestern University und Arzt am Northwestern Memorial Hospital. Thaxton ist ebenfalls Mitglied des Lurie Cancer Center.

Lymphome verschlingen HDL-Cholesterin

Rezente Studien haben gezeigt, dass B-Zell-Lymphome auf die Aufnahme von natürlichem HDL – kurz für High-Density-Lipoprotein – angewiesen sind, aus dem sie Fettanteile wie Cholesterin gewinnen.

Das Nanopartikel – ursprünglich von Thaxton als mögliche Therapie für Herzkrankheiten entwickelt – ähnelt in Größe, Form und Oberflächenchemie den natürlichen HDL-Partikeln. Es hat jedoch einen entscheidenden Unterschied: ein fünf Nanometer großes Goldpartikel in seinem Kern. Wenn das Nanopartikel mit menschlichen B-Zell-Lymphomzellen inkubiert oder zur Behandlung einer Maus mit dem menschlichen Tumor verwendet wird, wird das Lymphom mit einem doppelten Schlag getroffen. Nachdem es sich an die Lymphomzelle geheftet hat, saugt die schwammige Oberfläche des Goldpartikels das Cholesterin heraus, während der Goldkern die Zelle daran hindert, mehr Cholesterin aufzunehmen, das normalerweise im Kern natürlicher HDL-Partikel enthalten ist.

Die Lymphomforschung zeigte Thaxton, dass das HDL-Nanopartikel mehr als einen Trick in seinem goldenen Ärmel hat.

„Zuerst habe ich mich stark auf die Entwicklung von Nanopartikeln konzentriert, die Cholesterin aus Zellen entfernen können, insbesondere aus solchen, die an Herzerkrankungen beteiligt sind“, sagte Thaxton. „Die Arbeit an den Lymphomen hat diesen Fokus auf die Frage ausgeweitet, wie die HDL-Nanopartikel sowohl die Entfernung als auch die Aufnahme von Cholesterin durch die Zellen beeinflussen. Wir haben entdeckt, dass die Partikel Multitalente sind.“

Die Northwestern-Studie zeigte auch, dass natürliches HDL die Zellen nicht abtötet oder das Tumorwachstum hemmt. Die Nanopartikel waren notwendig, um die Lymphomzellen auszuhungern.

Der Weg von der Herzkrankheit zum Krebskiller

Nach der Entwicklung des HDL-Nanopartikels hielt Thaxton 2010 einen Vortrag vor der Feinberg-Fakultät. Gordon saß im Publikum. Er wusste, dass Patienten mit fortgeschrittenen Formen von B-Zell-Lymphomen manchmal sinkende Cholesterinwerte haben. Als langjähriger Lymphomforscher und Onkologe war Gordon auf der Suche nach neuen Methoden, um den Patienten Medikamente zu verabreichen. Er setzte sich mit Thaxton in Verbindung, und sie begannen, zusammenzuarbeiten.

Sie testeten das HDL-Nanopartikel allein und das HDL-Nanopartikel, das Krebsmedikamente transportiert. Überraschenderweise tötete das Nanopartikel ohne Medikamente die B-Zell-Lymphomzellen genauso wirksam ab.

„Wir dachten: ‚Das ist seltsam. Warum brauchen wir das Medikament nicht?'“ erinnerte sich Gordon.

Daraufhin begannen die Wissenschaftler, den Mechanismus zu erforschen, durch den die HDL-Nanopartikel an den HDL-Rezeptoren auf der Lymphomzelle haften und den Cholesterintransport manipulieren. Darüber hinaus zeigten Patientenproben, die von Mitarbeitern der Duke University für die Studie analysiert wurden, dass die Lymphomzellen der Patienten im Vergleich zu normalen Lymphozyten eine Überproduktion dieser HDL-Rezeptoren aufwiesen.

B-Zell-Lymphom häufigstes Lymphom

Das National Cancer Institutes berichtet, dass es im Jahr 2012 etwa 70.000 neue Fälle von Non-Hodgkin-Lymphom in den USA gab, mit fast 19.000 Todesfällen. Bei etwa 90 Prozent dieser neuen Fälle handelte es sich um B-Zell-Lymphome. Das Non-Hodgkin-Lymphom ist eine Krebserkrankung, die in den so genannten Lymphozyten beginnt, die Teil des körpereigenen Immunsystems sind.

Warum ein Herz aus Gold?

„Gold hat eine gute Erfolgsbilanz bei der Kompatibilität mit biologischen Systemen“, sagte Thaxton.

Thaxton und Gordon sind ermutigt durch ihre ersten Daten, die zeigen, dass die HDL-Nanopartikel weder für andere menschliche Zellen, die normalerweise von HDLs angegriffen werden, noch für normale menschliche Lymphozyten oder für Mäuse toxisch zu sein scheinen. Da Gold-Nanopartikel in einer diskreten Größe und Form hergestellt werden können, eignen sie sich außerdem hervorragend für die Herstellung synthetischer HDLs, die denen in der Natur vorkommenden sehr ähnlich sind.

„Wie jeder neue Arzneimittelkandidat muss auch das HDL-Nanopartikel weiter getestet werden“, so Thaxton.

Die Co-Erstautoren der Studie sind Shuo Yang und Marina Damiano. Shuo ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Medizin in Gordons Labor in der Abteilung für Hämatologie/Onkologie an der Feinberg School und Marina ist Doktorandin in der Abteilung für Chemie am Weinberg College of Arts and Sciences.

Die Forschung wurde vom Howard Hughes Medical Institute und der Schwartz Foundation unterstützt. Thaxton ist Mitbegründer von AuraSense, LLC, einem neu gegründeten Biotech-Unternehmen, das die Lizenz für die in der Studie verwendeten HDL-Nanopartikel besitzt.