Eine von acht Frauen in den USA erkrankt an Brustkrebs. Obwohl die Inzidenz von Brustkrebs im Jahr 2000 zurückging, ist er immer noch die zweithäufigste krebsbedingte Todesursache bei Frauen.
Bessere Screening-Techniken, erhöhtes Bewusstsein und verbesserte Behandlungen haben die 5-Jahres-Überlebensrate für Frauen mit Krebs im Frühstadium auf fast 100 Prozent erhöht. Im Jahr 2013 wurde laut der American Cancer Society bei schätzungsweise 65.000 Frauen ein Carcinoma in situ diagnostiziert, ein nicht-invasiver Brustkrebs, der die Milchgänge und Läppchen der Brust betrifft.
Während fast jeder, der in diesem Stadium diagnostiziert wird, geheilt werden kann, weist Professor Om Perumal, Leiter der Abteilung für Pharmazeutische Wissenschaften der South Dakota State University, darauf hin, dass die Nebenwirkungen der Medikamente, die zur Bekämpfung dieser Krankheit eingesetzt werden, ziemlich erheblich sind.
Er und der Doktorand Kaushalkumar Dave entwickeln eine neue Methode, um krebsbekämpfende Medikamente direkt in die Milchgänge zu bringen, wo mehr als 95 Prozent des Brustkrebses entstehen. Die zum Patent angemeldete Technologie wurde an Tranzderm Solutions lizenziert, ein in South Dakota ansässiges Start-up-Unternehmen in Brookings. Perumal ist der wissenschaftliche Leiter des Unternehmens.
Verabreichung von Medikamenten durch Milchgänge
Anti-Krebs-Medikamente wie Tamoxifen werden normalerweise über eine orale Tablette verabreicht, sodass das Medikament durch den Blutkreislauf wandern muss, bevor es das Brustgewebe erreicht, erklärt Perumal.
Nebenwirkungen von Tamoxifen sind beispielsweise ein erhöhtes Risiko für Gebärmutterkrebs, grauen Star, Schlaganfall und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Patienten, bei denen präkanzeröse Zellen oder Läsionen diagnostiziert wurden, können Tamoxifen zwischen drei Monaten und fünf Jahren einnehmen.
Diese erheblichen Nebenwirkungen können laut Perumal durch eine direktere, lokalisierte Verabreichungsmethode gemildert werden.
Der Forscher schlägt vor, ein medikamentenh altiges Gel oder eine Lotion auf die Brustwarze aufzutragen. Das Medikament wird dann durch Öffnungen in den Brustwarzen direkt in die Milchgänge aufgenommen.
Als das Projekt begann, dachte Perumal, dass die Brustanatomie gut verstanden sei, "aber das ist es nicht", erklärt er. Die Anzahl der Öffnungen in der Brustwarze variiert je nach Person, liegt jedoch normalerweise zwischen 10 und 15 Öffnungen pro Brustwarze. Die Anzahl der Öffnungen gibt den Wissenschaftlern einen Hinweis darauf, wie viel Wirkstoff abgegeben werden kann.
Als nächstes untersuchten die Forscher, welche Moleküle transportiert werden könnten. Dazu verwendeten sie Schweinebrustgewebe. Überraschenderweise fanden sie heraus, dass sogar große Moleküle wie Proteine durch diese Öffnungen transportiert werden können, wodurch eine breite Palette von Medikamenten verabreichbar wird.
Modell validieren
Rückmeldungen aus einem beim National Institute of He alth eingereichten Vorschlag bestätigten, dass die Forscher menschliches Brustgewebe verwenden mussten, um die Durchführbarkeit des Schweinemodells zu beweisen.
"Tierhaut ist normalerweise dünner und durchlässiger als menschliches Gewebe", erklärt Perumal. "Wir brauchen Wiederholbarkeit."
Schweine haben im Durchschnitt sechs bis sieben Paar Brustdrüsen, daher benötigte das Team mindestens drei Paar menschlicher Brüste – zu einem Preis von mehr als 700 US-Dollar pro Set – um das Modell zu validieren.
Glücklicherweise konnte Perumal das menschliche Brustgewebe, das er benötigte, kostenlos über die Lions Eye and Tissue Bank in Sioux Falls beziehen. Direktorin Marcy Dimond sagt, dass ihre Organisation qualifizierten Programmen in South Dakota, die medizinische Forschung betreiben, Gewebe zur Verfügung stellt.
"Wir haben eine fortschrittliche medizinische Gemeinschaft und die Möglichkeit, zu Forschungsprogrammen beizutragen, die das Potenzial haben, weitreichend zu sein, ist eine wunderbare Gelegenheit", sagt Dimond. Nicht jeder kann ein Transplantatspender sein, daher können diejenigen Patienten, die wirklich Spender werden möchten, auf diese Weise zur Forschung beitragen.
Die Spende von Brustgewebe war ein wesentlicher Bestandteil des Projektfortschritts. "Ohne sie hätten wir nicht viele Fortschritte gemacht", sagt Perumal. Der lokale Zugriff auf Gewebe war „eine große Hilfe, um die Dinge voranzubringen.“
Dokumentation ähnlicher Trends
Wenn man die Absorptionsrate der Brustwarze mit der umgebenden Brusthaut vergleicht, kann die doppelte Menge des Medikaments durch die Brustwarze abgegeben werden, erklärt Perumal. "Es ist ein direkter Einstiegspunkt." Außerdem gelangt das Medikament nicht in den Blutkreislauf.
Obwohl unterschiedliche Wirkstoffmengen absorbiert werden, zeigen Schweine- und menschliches Brustgewebe ähnliche Trends, erklärt Perumal.
Infolgedessen können die Forscher jetzt Schweinegewebe verwenden, um verschiedene Arzneimittelformulierungen zu optimieren und zu testen. Dave hat bereits mit einigen Tierversuchen begonnen.
Eine Vielzahl von Verbindungen ist vielversprechend im Kampf gegen die vielen Arten von Brustkrebs. Perumal weist auf eine natürliche Verbindung hin, die von einem ehemaligen Kollegen und Distinguished Professor Emeritus Chandradhar Dwivedi entwickelt wurde, um Hautkrebs vorzubeugen – die das Potenzial hat, Brustkrebs zu verhindern.
Zusätzliche Methoden werden auch in Perumals Labor verwendet, um die Penetration der Verbindungen durch die Brustwarze zu erhöhen. Die erfolgreichen Studien an Tieren können zu klinischen Tests am Menschen führen.
"Wenn dieser Ansatz erfolgreich ist, wird die Wirkung in Bezug auf die Reduzierung von Nebenwirkungen enorm sein." sagt Perumal.
