Nanoteknologi kan gi kreftbehandling uten cellegift og stråling

Doktorgradsstipendat Amalie Solberg forteller at hun drev med grunnforskning og isolerte en såkalt G-blokk fra alginat, og kombinerte disse med et annet polysakkarid. Normalt vil alginat danne en slags gelé, men i dette tilfellet dannet kombinasjonen av disse to polysakkaridene nanopartikler mindre enn virus.

– De to polysakkaridene som inngår i nanopartiklene er begge kjente komponenter som allerede er godkjent til bruk i medisinsk sammenheng. I disse nanopartiklene kan man bygge inn radioaktive ioner, eller isotoper, som muliggjør bruk av partiklene innen diagnostikk og kreftterapi. Dette er en relativt ny gren innen målrettet terapi som kalles theranostics, hvor man kombinerer diagnostikk med terapi. Noen ganger blir man overrasket. Verken jeg eller Bjørn trodde disse polymerene skulle oppføre seg slik, sier Solberg og viser til professor Bjørn Christensen som er veilederen hennes i PhD-studiene. De to samarbeidet også da hun tok master på NTNU.

– Det er Bjørn som har satt opp forskningen og som styrer utviklingen, jeg var med og hjalp til gjennom doktorgraden min.

Forretningsutvikler Gaute Brede i NTNU Technology Transfer (TTO) som jobber for å ta oppdagelsen over til medisinsk industri, mener imidlertid Amalie Solberg underdriver sin egen rolle.

– Hun er i høyeste grad sentral i dette som følge av oppdagelser hun har gjort gjennom solid grunnforskning sammen med sin veileder. Dette prosjektet viser hvor viktig grunnforskningen er for å utvikle nye metoder som kanskje kan komme kreftpasienter til nytte. Man må starte med et utgangspunkt om å finne ut av fysiske og kjemiske sammenhenger, så kan man skape gode løsninger ut av funnene.

Radioaktiv medisin

Prosjektet har fått navnet ALDERA og presenteres som en biokompatibel alginatbasert nanopartikkelplattform for målrettet strålingsterapi.

– Dagens kreftbehandling har kommet langt og det er flere gode behandlingsmetoder. Man lider likevel fremdeles under at mange pasienter utvikler resistens mot cellegift, og man kan få tilbakefall. Eller at behandlingen ikke virker for en subpopulasjon av pasienter. Cellegift og stråling skader også friskt vev, noe som resulterer i bivirkninger som alvorlig påvirker pasientens generelle velvære. Det er disse ulempene den nye radiofarmasien ønsker å komme til livs, sier Brede i TTO.

Selv om neste steg er å gjøre funnene om til en ny metode for målrettet kreftbehandling, ser forskerne for seg at teknologien også kan brukes til forbedret diagnostikk av kreft. Teknologien sikter i første omgang mot kreftformer som leukemier og lymfekreft, og solide tumorer. Forskerne mener de kan benytte samme nanopartikler til ulike radioisotoper, og dermed tilpasse partiklene og behandlingen til ulike krefttyper. Går det som forskerne tror og håper, kan medisinen være effektiv mot krefttilfeller som er vanskelig å behandle. Det vil si senstadietumorer som er resistente mot ordinær behandling, og tumorer med spredning.

Søkt patent

Teknologien og produksjonen av nanopartiklene er så langt støttet av Norges forskningsråd og NTNU Discovery, og den er patentsøkt.

Det er en langvarig prosess å utvikle medisiner til bruk på mennesker. Nye medisinkandidater må gjennom strenge kliniske forsøk før de blir lovlige i bruk. På denne veien er det mange fallgruver. Samtidig er det gode muligheter for å tjene inn utgiftene i forbindelse med utviklingen av medisiner mot kreft, en sykdom som er av vår tids største lidelser og som ofte er dødelig. Det nuklær-medisinske markedets forventede størrelse i 2028 er ca. 120 milliarder kroner, ifølge en presentasjon av prosjektet.

– Skulle utviklerne lykkes, kan det ta flere år før denne medisinen er tilgjengelig på markedet som kreftmedisin. Kanskje så mye som 8-12 år, inkludert testfaser, såkalte prekliniske studier på dyr, og kliniske studier på mennesker. Man vet ikke på forhånd tidsaspektet eksakt, men siden dette er et område der det er press etter nye medisiner som kan gjøre folk friske, kan man komme inn i køen som går raskere om man har gode testresultater, sier Morten Karlsen, forskningsleder ved PET-senteret på St. Olavs hospital.

Syklotron finansiert av Mohn

Brede i TTO mener noe av grunnen til at de nå kan være i ferd med å utvikle en ny kreftmedisin, er tverrfaglighet ved NTNU og St. Olav hospital. Det høye faglige nivået og ekspertisen ved de to involverte miljøene, PET-senteret på St. Olavs hospital og biopolymer-miljøet på Institutt for bioteknologi ved NTNU på Gløshaugen, er avgjørende for satsingen.

De radioaktive isotopene som bygges inn i partiklene blir skapt i en avansert maskin, kalt syklotron. Dette er en type partikkelakselerator som blir brukt til å akselerere ladede partikler for blant annet å fremstille supertunge isotoper. Maskinen ble kjøpt i 2015 av midler gitt av bergensmilliardæren Trond Mohn. Ifølge NRK hadde syklotronen en verdi på 40 millioner kroner da den ble kjøpt inn. Den supplerer en PET-skanner Mohn donerte penger til i 2012. Ifølge Karlsen har Mohn bidratt med cirka 200 millioner kroner til forskningsmiljøet.

Teknisk Ukeblad fikk bli med i PET-senteret og se på de avansert maskinene. Senteret ligger under bakkeplan i et ellers anonymt bygg på sykehusområdet. Den store faren for radioaktiv stråling gjør at Karlsen og de andre som jobber her forholder seg til strenge sikkerhetsrutiner.

Sprøytes inn i kroppen

ALDERA blir presentert som en løsning der hybrid-biopolymerer danner nanopartikler (NPs). Forskerne mener de er de første til å vise at en alginat-baserte biopolymer kan danne NPs. Det jobbes nå med å koble spesielle molekyler på overflaten av partiklene, såkalte ligander, som er nøye valgt ut for å kunne anrike partiklene til overflaten av kreftcellene. Nanopartiklene kan videre binde flere radioisotoper per nanopartikkel og dermed kan man spesialtilpasse partiklenes evne til å drepe kreftcellene. Partiklene kan også binde flere ulike typer isotoper per nanopartikkel. Dermed kan de designes til å avgi ulik type stråling (alfa og beta). Dette er en fordel når man skal tilpasse behandlingen til den enkelte tumor og pasient.

Det er her hemmligheten ligger: Ved å sprøyte flytende væske med partiklene inn i kroppen på en kreftpasient, skal disse kunne søke seg fram til kreftsvulsten og drepe den med stråling fra radioisotopene, uten å skade friske celler. Dette i motsetning til behandling i dag der svulsten blir bestrålet fra utsiden av kroppen, hvorpå strålene ødelegger friskt vev både på forsiden og baksiden av tumoren.

Kombinerer diagnose og behandling

– Det å kombinere diagnostikk og terapi, såkalt theranostics, er noe av det medisinske selskaper nå følger nøye med på, sier forretningsutvikler Brede.

NTNU Technology Transfer (TTO) jobber med å ta utvalgte gode ideer fra NTNU og Helse Midt-Norge over til industri. Selskapet er eid 85 prosent av NTNU og 15 prosent av Helse Midt-Norge, og forvalter kommersielle rettighetene til kunnskap og patenter fra de to institusjonene. Lisensavtaler regulerer blant annet fordeling av inntekter fra salg av den ferdige løsningen, samt sikrer videre forskning og utdanning.

Det er NTNU som eier rettighetene, TTOs oppgave er å forvalte de kommersielle rettighetene, med mål om å lisensiere det til eksisterende industriaktører.

Artikkelen ble først publisert i Teknisk ukeblads månedsmagasin 7/22.