Studien zeigen, dass eine Strahlentherapie eines Primärtumors in Kombination mit Immunadjuvantien (IA) zu einer erhöhten Überlebensrate oder einer immunvermittelten Rückbildung von Metastasen außerhalb des Strahlenfeldes führen kann, ein Phänomen, das als abskopaler Effekt bekannt ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass Toxizitäten aufgrund der wiederholten systematischen Verabreichung von IA ein großes Hindernis in klinischen Studien darstellen. Um die Toxizitäten zu minimieren und eine stärkere Immunantwort auszulösen, haben Ngwa et al. vorgeschlagen, inerte Strahlentherapie-Biomaterialien wie Passermarken zu multifunktionalen Materialien aufzurüsten, die mit IA beladen sind, um sie in situ direkt in das Tumor-Subvolumen einzubringen, ohne zusätzliche Unannehmlichkeiten für die Patienten. In dieser Vorstudie wird das Potenzial eines solchen Ansatzes bei Lungenkrebs mithilfe von Anti-CD40-Antikörpern untersucht. Zunächst wurde der Nutzen der Verwendung des in situ verabreichten Anti-CD40 zur Verbesserung der Strahlentherapie an Mäusen mit subkutanen Tumoren getestet, die mit der Lewis-Lungenkrebszelllinie LL/2 (LLC-1) erzeugt wurden. Die Tumoren wurden auf beide Flanken der Mäuse implantiert, um eine Metastasierung zu simulieren. Tumoren an einer Flanke wurden mit und ohne Anti-CD40 behandelt und die Überlebensvorteile verglichen. Anschließend wurde ein experimentell ermittelter In-vivo-Diffusionskoeffizient für Nanopartikel verwendet, um die Zeit abzuschätzen, die benötigt wird, um die intratumorale Verteilung der erforderlichen Mindestkonzentrationen an Anti-CD40-Nanopartikeln zu erreichen, wenn diese aus einem multifunktionalen Strahlentherapie-Biomaterial freigesetzt werden. Die Studien zeigen, dass der Einsatz von Anti-CD40 die Wirkung der Strahlentherapie deutlich steigerte, das Wachstum der behandelten und unbehandelten Tumore verlangsamte und die Überlebensrate erhöhte. Mittlerweile deuten unsere Berechnungen darauf hin, dass es bei einem 2–4 cm großen Tumor und 7 mg g−1 IA-Konzentrationen nach der Burst-Freisetzung jeweils 4.4–17.4 Tage dauern würde, bis sich die erforderliche Konzentration an IA-Nanopartikeln während der bildgesteuerten Strahlentherapie im gesamten Tumor ansammelt. Die Verteilung von IA könnte als Funktion der Beladungskonzentrationen oder der Nanopartikelgröße angepasst werden, um sie an aktuelle Zeitpläne für stereotaktische Körperbestrahlung anzupassen. Insgesamt unterstützen die vorläufigen Ergebnisse die laufenden Arbeiten zur Entwicklung multifunktionaler Strahlentherapie-Biomaterialien für die In-situ-Abgabe von Immunadjuvantien wie Anti-CD40, um den abskopalen Effekt zu nutzen und gleichzeitig systemische Toxizitäten zu minimieren. Das Potenzial einer Ausweitung eines solchen Ansatzes auf andere Krebsarten wird diskutiert.
Yao Hao1, Sayeda Yasmin-Karim, Michele Moreau1, Neeharika Sinha, Erno Sajo1 und Wilfred Ngwa
