KVAL: Alginate-based nanoparticle for targeted delivery of radionuclides (ALDERA)

Kreftbehandling involverer ulike behandlingsstrategier (kjemoterapi, kirurgi, strålebehandling og etter hvert målrettet strålebehandling). Målrettet strålebehandling eller radiofarmasøytisk terapi (RPT) er legemidler (radiofarmaka) som leverer stråling mere spesifikt til tumorøse lesjoner (svulster og metastaser) uten å skade friske celler i samme grad. RPT er en trygg og effektivt tilnærming til behandling av mange typer kreft. Utfordringer med eksisterende radiofarmaka kan inkludere begrenset opptak av radioisotoper i tumor, ikke-spesifikk konjugering, heterogene isotop-til-antistoff-forhold samt lang oppholdstid i sirkulasjon og ikke-tumorogent vev. Det er derfor behov for nye stabile, men biologisk nedbrytbare leveringsmetoder innen RPT, med optimal strålingsenergi som akkumuleres ved/eller i tumor med tolererbar systemisk toksisitet. Dette vil muliggjøre en klinisk målbar endring i måten kreft blir diagnostisert og behandlet på. Forskere ved NTNU har nylig utviklet en ny type av alginatbasert nanopartikkel (aldera) for målrettet levering av radionuklider, som i motsetning til konvensjonelle alginatbaserte mikrogeler eller utfellinger i mikroskala kan formuleres på nanoskala, noe som muliggjør systemisk levering (injeksjon i blodbanen). Aldera kan binde flere typer multivalente radionuklider og har stort potensiale innen diagnostikk via positronemisjonstomografi (PET) fra positronemitterende radioisotoper, samt kombinert PET og målrettet terapi (teragnostikk). Optimalisering av Aldera komposisjon og produksjon, relatert til stabilitet og ione-bindingsegenskaper er nå etablert ved NTNU. Binding og stabilitet av Aldera med radioisotop (64Cu2+) adresseres fortløpende for å oppnå optimale radioaktivitetsnivåer per ALDERA partikkel. Initielle eksperiment med Cu2+ og 64Cu2+ binding er utført og studier på biodynamikk av 64Cu-Aldera i kreftmodeller i mus skal initieres. Videre prosessering, funksjonalisering og farmakokinetikk studier ved PET-senteret St.Olavs hospital er under planlegging.

Produksjonsmetodikk for en ny generasjon stabile, biokompatible, nedbrytbare alginatbaserte nanopartikler (Aldera) er etablert ved NTNU. Kunnskap om effekt av biopolymerenes blokklengde mhp partiklenes egenskaper (stabilitet og størrelse) er etablert. Videre optimalisering av Cu-binding pågår. Resultatene muligjør videre farmakodynamikk-studier i musemodeller (xenograft). Foreløpige resultater underbygger at Aldera kan bli et nytt radiofarmaka egnet til målrettet behandling av kreft med potensielle fordeler sammenlignet med state-of-the-art, inkludert økt radioisotopbindingseffektivitet, stabilitet, lav toksisitet, fleksibilitet med hensyn til valg av radioisotoper samt mulighter for funksjonalisering av partiklenes overflate.