Drinkable, carbon monoxide-infused foam enhances effectiveness of experimental cancer therapy

Gas-entrapping foam infused with carbon monoxide enhances anti-cancer activity of autophagy inhibitors, which may help improve therapies for many different cancers. Credit: University of Iowa Health Care
Gas-entrapping foam infused with carbon monoxide enhances anti-cancer activity of autophagy inhibitors, which may help improve therapies for many different cancers. Credit: University of Iowa Health Care

Klarade sig rökare bättre än icke-rökare i en klinisk prövning av en experimentell cancerbehandling? Det var den spännande fråga som fick forskare vid University of Iowa och deras kollegor att utveckla ett drickbart kolmonoxidhaltigt skum som ökade effekten av behandlingen, känd som autofagihämning, i möss och mänskliga celler.

Resultaten publicerades nyligen i tidskriften Advanced Science.

Att hitta sätt att utnyttja biologiska skillnader mellan cancerceller och friska celler är en standardmetod för att ta fram nya cancerbehandlingar. Men det är en mödosam process som kräver en djup förståelse av komplex cancerbiologi och ofta en dos oväntade insikter.

Potentialen hos autofagihämmare

Forskare har i flera decennier känt till att autofagi, som är cellens naturliga återvinningssystem, ökar i cancerceller jämfört med friska celler, vilket tyder på att hämmande av autofagi skulle kunna vara ett sätt att rikta in sig på cancerceller. Resultaten från nästan 20 kliniska prövningar av autofagihämmare har dock inte varit entydiga.

”Inom dessa kliniska prövningar fann man blandade resultat; det fanns vissa fördelar, men för många patienter fanns det inga fördelar, vilket verkligen drev forskarna tillbaka till ritbordet”, säger James Byrne, MD, Ph.D., biträdande professor i strålningsonkologi och biomedicinsk teknik vid UI och huvudförfattare till den nya studien.

Forskarna sökte insikt i varför autofagihämning bara verkar fungera en del av tiden och gjorde den överraskande upptäckten att rökare i två av de tidigare försöken med autofagihämmare tycktes klara sig bättre än icke-rökare.

”När vi tittade på hur rökarna klarade sig i de studierna såg vi en ökning av den totala responsen hos rökare som fick autofagihämmare jämfört med (icke-rökare) patienter, och vi såg också en ganska kraftig minskning av mållesionens storlek”, säger Byrne.

Detta var ett spännande resultat för Byrne och hans team eftersom rökning också är förknippat med ökade nivåer av kolmonoxid, en gasmolekyl som kan öka autofagin i celler på ett sätt som forskarna tror kan förstärka autofagihämmarnas cancerbekämpande effekt.

”Vi vet också att rökare har högre kolmonoxidnivåer, och även om vi definitivt inte rekommenderar rökning tyder detta på att förhöjd kolmonoxid kan förbättra effekten av autofagihämmare. Vi vill utnyttja den fördelen och ta den till en terapeutisk plattform”, säger Byrne, som är verksam vid University of Iowa Holden Comprehensive Cancer Center.

Kolmonoxid ökar effekten av autofagihämning mot cancer

Teamet hade redan en sådan ”plattform” för att testa sina idéer. Byrne är specialiserad på att tillverka gasinfångande material (GEM) – skum, geler och fasta ämnen tillverkade av säkra, ätbara ämnen som kan infunderas med olika gasmolekyler. För den här studien skapade forskarna ett drickbart skum med kolmonoxid.

När möss med bukspottkörtel- och prostatacancer matades med kolmonoxidskummet och samtidigt behandlades med en autofagihämmare minskade tumörtillväxten och tumörprogressionen avsevärt hos djuren. Teamet visade också att kombinationen av kolmonoxid och autofagihämmare hade en signifikant anti-cancereffekt på mänskliga prostata-, lung- och bukspottkörtelcancerceller i petriskålar.

I slutändan hoppas Byrne kunna testa detta tillvägagångssätt i kliniska prövningar på människor.

”Resultaten från den här studien stöder tanken att säkra, terapeutiska nivåer av koldioxid, som vi kan leverera med hjälp av GEM, kan öka autofagihämmarnas anticanceraktivitet, vilket öppnar för en lovande ny metod som kan förbättra behandlingarna av många olika cancerformer”.

Ytterligare information: Jianling Bi et al, Oral Carbon Monoxide Enhances Autophagy Modulation in Prostate, Pancreatic, and Lung Cancers, Advanced Science (2023). DOI: 10.1002/advs.202308346

Bli först med att kommentera

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte att publiceras.