Nanopartiklar av riskli är lovande som prisvärda och målinriktade medel mot cancer

Flera typer av konventionella cancerbehandlingar, t.ex. strålbehandling eller kemoterapi, förstör friska celler tillsammans med cancerceller. I avancerade cancerstadier kan vävnadsförlusten till följd av behandlingarna vara betydande och till och med dödlig. Banbrytande cancerbehandlingar med nanopartiklar kan riktas specifikt mot cancerceller och skona frisk vävnad.

Nya studier har visat att växtbaserade nanopartiklar (pdNP) som har terapeutiska effekter kan vara ett effektivt alternativ till traditionella cancerbehandlingar. Hittills har dock inga pdNP:er godkänts som terapeutiska medel mot cancer.

Riskli är en biprodukt som genereras under risraffineringsprocessen och som har begränsad användbarhet och lågt kommersiellt värde. Det innehåller dock flera föreningar med anticanceregenskaper, såsom γ-oryzanol och γ-tocotrienol.

För att utforska dessa terapeutiska egenskaper hos riskli utvecklade ett forskarlag under ledning av professor Makiya Nishikawa från Tokyo University of Science (TUS) i Japan nanopartiklar från riskli och testade deras effektivitet i mössmodeller. Deras studie, som publicerades i Journal of Nanobiotechnology den 16 mars 2024, författades gemensamt av Dr. Daisuke Sasaki, Ms. Hinako Suzuki, Associate Professor Kosuke Kusamori och Assistant Professor Shoko Itakura från TUS.

”Under de senaste åren har ett ökande antal nya läkemedelsmodaliteter utvecklats. Samtidigt har utvecklingskostnaderna i samband med nya terapier ökat dramatiskt, vilket bidrar till den medicinska kostnadsbördan. För att lösa detta problem använde vi riskli, ett industriavfall med cancerhämmande egenskaper, för att utveckla nanopartiklar”, förklarar professor Nishikawa.

I studien utvärderades de cancerhämmande effekterna av nanopartiklar från riskli (rbNP), som framställdes genom bearbetning och rening av en suspension av Koshihikari-riskli i vatten. När en cancercellinje med namnet colon26 behandlades med rbNP stoppades celldelningen och programmerad celldöd inducerades, vilket tyder på starka anticancereffekter av nanopartiklarna. Den observerade anticanceraktiviteten hos rbNPs kan tillskrivas γ-tocotrienol och γ-oryzanol, som lätt tas upp av cancerceller och resulterar i cellcykelstopp och programmerad celldöd.

Dessutom minskade rbNP uttrycket av proteiner som β-catenin (ett protein som associeras med Wnt-signalvägen och som är involverat i cellproliferation) och cyklin D1, som är kända för att främja återfall och metastaser i cancer. Dessutom minskade rbNPs uttrycket av β-catenin endast i colon26-celler utan att påverka de icke-cancerösa cellerna.

”Ett stort problem när det gäller pdNPs är deras låga farmakologiska aktivitet jämfört med farmaceutiska läkemedel. Men rbNPs uppvisade högre anticanceraktivitet än DOXIL, en liposomal farmaceutisk formulering av doxorubicin. Dessutom är doxorubicin cytotoxiskt för både cancerceller och icke-cancerceller, medan rbNP är specifikt cytotoxiskt för cancerceller, vilket tyder på att rbNP är säkrare än doxorubicin”, säger professor Nishikawa.

För att bekräfta rbNP:s cancerhämmande egenskaper i den levande kroppen injicerade forskarna rbNP i möss med aggressivt adenokarcinom i bukhålan (som omsluts av diafragman, bukmusklerna och bäckenet och innehåller organ som tarmar, lever och njurar). De observerade en signifikant dämpning av tumörtillväxten utan några negativa effekter på mössen. Dessutom hämmade rbNPs signifikant metastatisk tillväxt av murina melanom B16-BL6-celler i en musmodell för lungmetastaser.

Riskli har flera egenskaper som gör det till en utmärkt källa för terapeutiska pdNPs. För det första är det ekonomiskt jämfört med många andra källor till pdNP. Nästan 40% av riskliet kasseras i Japan, vilket ger en lättillgänglig källa till råmaterial. För det andra är beredningseffektiviteten för rbNPs högre än för tidigare rapporterade pdNPs.

Förutom att rbNPs är praktiska och säkra som cancerbehandling är de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos rbNPs mycket stabila. Några parametrar måste dock undersökas före kliniska prövningar på människor, till exempel etablering av separationsteknik på farmaceutisk nivå, bedömning av parametrar för kontroll av produktionsprocessen och utvärdering av effekt och säkerhet i humana cancercellinjer och xenograft-djurmodeller.

Sammanfattningsvis är riskli, en avfallsprodukt från jordbruket, en källa till terapeutiska pdNPs som är prisvärda, effektiva och säkra, och som har potential att revolutionera cancerbehandlingen i framtiden.

”Genom att etablera en tillverkningsmetod för nanopartiklar av riskli med stabil kvalitet och bekräfta deras säkerhet och effektivitet, kan vi utveckla läkemedel för cancerbehandling som är hållbara, miljövänliga och prisvärda. På så sätt kan vi hjälpa fler cancerpatienter att bibehålla en god fysisk och psykisk hälsa efter behandlingen”, avslutar professor Nishikawa.