Forskare vid Washington University School of Medicine i St. Louis, i samarbete med forskare vid Northwestern University, har utvecklat en icke-invasiv nasal nanoterapi som aktiverar immunsystemet för att angripa aggressiva hjärntumörer hos möss. Genom att leverera sfäriska nukleinsyror som triggar STING-immunvägen direkt från näsan till hjärnan eliminerade metoden glioblastomtumörer i mössmodeller när den kombinerades med läkemedel som ökar T-cellsaktivitet, enligt en studie i Proceedings of the National Academy of Sciences.
Glioblastom, den vanligaste maligna hjärntumören, drabbar cirka tre av 100 000 personer i USA och fortskrider snabbt, med sjukdomen nästan alltid dödlig. Den utvecklas från astrocyter, en typ av hjärncell, och är särskilt svår att behandla eftersom det är svårt att leverera läkemedel över blod-hjärnbarriären.
I en ny preklinisk studie rapporterar forskare vid Washington University School of Medicine i St. Louis och Northwestern University en lovande alternativ: sfäriska nukleinsyror byggda på guldnanopartikelkärnor som aktiverar STING-immunvägen när de levereras som nasaldroppar. Arbetet, ledd av medsökande korresponderande författare Alexander H. Stegh, PhD, vid Washington University, och Chad A. Mirkin, PhD, vid Northwestern University, beskrivs i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences.
STING-vägen —förkortning för stimulator of interferon genes— hjälper till att utlösa immunförsvar när celler upptäcker främmande DNA, och har varit ett huvudmål för att omvandla "kalla" tumörer som glioblastom till "heta" tumörer som svarar på immunterapi. Tidigare studier har visat att läkemedel designade för att aktivera STING kan förbereda immunsystemet för att angripa glioblastom, men dessa ämnen bryts ner snabbt i kroppen och måste vanligtvis injiceras direkt i tumören, ofta med upprepade, mycket invasiva procedurer.
"Vi ville förändra denna verklighet och utveckla en icke-invasiv behandling som aktiverar immunsvaret för att angripa glioblastom", sade Stegh enligt Washington University. Han tillade att teamets resultat visar att precist konstruerade nanostrukturer kända som sfäriska nukleinsyror kan aktivera kraftfulla immunvägar i hjärnan på ett säkert och effektivt sätt.
För att adressera begränsningarna hos befintliga STING-agonister arbetade forskarna med Mirkin, som uppfann sfäriska nukleinsyror —nanostrukturer där DNA- eller RNA-strängar är tätt arrangerade runt en nanopartikelkärna. Tillsammans designade teamen en ny klass av sfäriska nukleinsyror med guldnanopartikelkärnor belagda med korta DNA-fragment som aktiverar STING-vägen i specifika immunceller. För leverans till hjärnan valdes näsan som ingångsväg.
Intranasal terapi har utforskats som ett sätt att rikta läkemedel till hjärnan, men enligt Washington University och ScienceDaily har ingen nanoterapi tidigare demonstrerat förmågan att aktivera immunsvar mot hjärncancer via denna väg. "Vi ville verkligen minimera att patienter måste genomgå [direkta tumörinjektioner] när de redan är sjuka, och jag tänkte att vi kunde använda sfäriska nukleinsyraplattformar för att leverera dessa läkemedel på ett icke-invasivt sätt", sade försteförfattaren Akanksha Mahajan, PhD, postdoktoralforskare i Steghs labb.
Teamet märkte sfäriska nukleinsyror med en molekylär etikett synlig under nära-infrarött ljus för att spåra deras rörelse. Hos möss med glioblastom reste nanodroppar administrerade i näshålorna längs vägen för huvudnerven som förbinder ansiktsregioner med hjärnan. Väl i hjärnan koncentrerades nanomedicinen i immunceller inom och runt tumören och visade också aktivitet i närliggande lymfkörtlar, samtidigt som distribution till andra organ i stort undveks, rapporterar forskarna.
Analyser av immunceller i och nära tumörerna visade att terapin aktiverade cGAS–STING-vägen och skapade en mer proinflammatorisk tumormikromiljö berikad med effektor-T-celler och proinflammatoriska makrofager, i linje med den underliggande PNAS-studien.
När den intranasala nanoterapin kombinerades med läkemedel designade för att aktivera T-lymfocyter —såsom immun checkpoint-hämmare— utrotade en eller två doser glioblastomtumörer i mössmodeller och inducerade långvarig immunitet som förhindrade canceråterkomst, enligt Washington University och PNAS-rapporten. Den kombinerade behandlingen hämmade tumörtillväxt mer effektivt och gav längre överlevnad än nu testade STING-målade terapier i liknande modeller.
Stegh varnade för att enbart aktivera STING-vägen sannolikt inte botar glioblastom eftersom tumören använder flera mekanismer för att dämpa eller stänga av immunsvar. Hans grupp utforskar nu sätt att lägga till ytterligare immunaktiverande egenskaper till nanostrukturerna så att flera terapeutiska mål kan adresseras i en enda behandling.
Studien, publicerad i november 2025-numret av Proceedings of the National Academy of Sciences, stöddes av bidrag från National Cancer Institute och andra NIH-program, samt sjukdomsfokuserade stiftelser och institutionell cancercentretsfinansiering, enligt Washington University och ScienceDaily. Upplysningar inkluderar Steghs aktieinnehav i Exicure Inc., som utvecklar sfäriska nukleinsyra-terapiplattformar, och Mirkins aktieinnehav i Flashpoint Therapeutics, som utvecklar SNA-baserade terapier. Stegh och Mirkin är också meduppfinnare till ett patent som beskriver SNA-nanokonjugat designade för att korsa blod-hjärnbarriären.
