© Jason P. Holland, UZH

Wereldwijd krijgen jaarlijks meer dan 1,7 miljoen vrouwen borstkanker. Van hen overlijden er ongeveer een half miljoen. De laatste jaren is er steeds meer vooruitgang geboekt op het gebied van therapie en diagnostiek. De nieuwste ontwikkeling komt uit Zwitserland, waar onderzoekers van de Universiteit Zürich (UZH) een manier hebben gevonden om antilichamen tegen borstkanker eenvoudig en snel te labelen. Ze zetten daarvoor UV-licht in.

Binnen de nucleaire geneeskunde worden radioactieve antilichamen gebruikt voor PET-scans. Deze maken biochemische en fysiologische processen in het organisme zichtbaar. De scans bevorderen de diagnose van kanker en helpen bij het monitoren van chemotherapie. Daarnaast worden er ook radioactief gelabelde antilichamen ontwikkeld voor de behandeling van kanker.

Radiofarmaceutica

Deze zogenaamde radiofarmaceutica worden gekoppeld aan geneesmiddelen. Zo is er trastuzumab, een antilichaam voor de behandeling van borstkankerpatiënten. Of HER2, een door kankercellen geproduceerd antigeen. Radiofarmaceutica worden intraveneus in het lichaam van de proefpersoon geïnjecteerd voor diagnostische doeleinden of voor therapie. Nadat ze de tumorcellen in het lichaam specifiek hebben gedetecteerd, bestralen ze deze direct ter plaatse, zonder het omliggende gezonde weefsel onnodig te beschadigen.

De combinatie van foto- en radiochemie stelt ons in staat om eiwitten veel sneller en gemakkelijker radioactief te labelen – letterlijk in een oogwenk

Tot nu toe waren de procedures voor radiolabeling van eiwitten zeer tijdrovend en moeilijk te automatiseren. De reden daarvoor was dat het eiwit in een meervoudig proces moest worden gereinigd, gekoppeld aan een metaalbindende chemische stof, geïsoleerd, opgeslagen en vervolgens radioactief gelabeld moest worden. Het team van Jason P. Holland, hoogleraar aan het UZH Instituut voor Chemie, heeft nu een nieuwe productiemethode ontwikkeld voor radioactieve diagnostiek en geneesmiddelen op basis van UV-licht. “De combinatie van fotochemie en radiochemie stelt ons in staat om eiwitten veel sneller en gemakkelijker radioactief te labelen – letterlijk in een oogwenk,” zegt Holland.

UV-licht

De onderzoekers hebben een aantal nieuwe chemische verbindingen geproduceerd die radioactieve metaalionen zoals gallium, koper en zirkonium kunnen binden. Daarnaast bevatten de moleculen een speciale chemische samenstelling die wordt geactiveerd door bestraling met UV-licht. “Het UV-licht zorgt ervoor dat het kleine metaalcomplex extreem snel en efficiënt reageert met bepaalde aminozuren die in antilichamen en andere proteïnen voorkomen”, aldus Holland. Op deze manier zijn de wetenschappers erin geslaagd om het bevestigen van antilichamen op radioactieve stoffen zoals gallium of zirkonium te versnellen en zo de productie van radiofarmaceutica met behulp van UV-straling te versnellen.

Antikörper
© Pixabay

Radiolabeling in minder dan 20 minuten

Bij de radiolabeling van eiwitten voor PET-scans is er sprake van een tijdsprobleem. De laagradioactieve stoffen die in het lichaam worden geïnjecteerd, moeten een zeer korte halveringstijd hebben, zodat hun straling geen gezonde cellen beschadigt of zelfs doodt – zoals gallium, een stof die zeer snel verdwijnt en dus vaak in de nucleaire geneeskunde wordt gebruikt. Maar voor de productie van dergelijke radioactief gelabelde stoffen is dus maar weinig tijd beschikbaar, wat moeilijkheden en een enorme logistiek met zich meebrengt.

Het UZH-team is er echter in geslaagd om trastuzumab in minder dan 20 minuten te labelen met radioactief gallium, door middel van een baanbrekend proces waarbij antilichamen, chelaten en metaalionen worden samengevoegd en bestraald met licht. Deze methode is ook succesvol geweest bij het preparaat dat in de patiënt wordt geïnjecteerd zonder eerst het antilichaam te zuiveren, benadrukken de onderzoekers. “Het efficiënte proces vereenvoudigt de productie van radioactief gelabelde eiwitten aanzienlijk. Het is niet nodig om het tussenproduct te isoleren en te karakteriseren voordat het radioactieve metaalion wordt aangebracht – een groot voordeel,” zegt Holland.

Het team heeft de methode vervolgens verder ontwikkeld, om het radioactieve materiaal ook te kunnen labelen met het langzamer ontbindende zirkonium. Op deze manier konden ze het radioactief gelabelde borstkanker-antilichaam in minder dan 15 minuten in hoge opbrengst en zuiverheid synthetiseren. Een onderzoek bij muizen toonde ook aan dat het antilichaam net zo goed werkt voor PET-scans als conventioneel geproduceerde antilichamen.

Octrooiaanvraag

“Automatische fotoradiochemische synthese kan een revolutie teweegbrengen in de manier waarop radioactief gelabelde antilichamen en andere eiwitten worden gebruikt in de wetenschap en geneeskunde,” zegt Jason P. Holland. Hij heeft al een octrooi aangevraagd voor de nieuwe methode en is van plan de technologie verder commercieel te ontwikkelen. In de toekomst zal de methode zo worden doorontwikkeld, dat deze ook kan worden gebruikt voor de behandeling van andere soorten kanker.

Ook interessant:

Diagnose van borstkanker door bloedonderzoek: Hoe het (niet) werkt

Stresshormonen bevorderen uitzaaiing borstkanker

Sport als effectieve aanvulling op bestralingstherapie voor kanker

Word lid!

Op Innovation Origins lees je elke dag het laatste nieuws over de wereld van innovatie. Dat willen we ook zo houden, maar dat kunnen wij niet alleen! Geniet je van onze artikelen en wil je onafhankelijke journalistiek steunen? Word dan lid en lees onze verhalen gegarandeerd reclamevrij.

Over de auteur

Author profile picture Petra Wiesmayer is een journalist en auteur die talloze interviews heeft afgenomen met vooraanstaande personen en onderzoek heeft gedaan naar en artikelen heeft geschreven over entertainment, autosport en wetenschap voor internationale publicaties. Ze is gefascineerd door technologie die de toekomst van de mensheid zou kunnen vormgeven en leest en schrijft er graag over.