In de medische wereld zijn er veel toepassingen voor soja als voedingssupplement. Sojabonen zijn gezond en eiwitrijk en het consumeren ervan wordt als een goede dieetkeuze gezien. Maar nu zou de veelzijdige peulvrucht zelfs van nut kunnen zijn in de behandeling van kanker. Onderzoekers van Washington State University WSU (Verenigde Staten) bouwen met een 3D-printer speciale bot-achtige structuren, waarmee chemische stoffen uit soja geleidelijk aan afgegeven worden op precies de juiste plek. In een artikel in vakblad Acta Biomaterialia melden de wetenschappers dat die aanpak in laboratoriumtests heeft geleid tot een afname van de botkankercellen, vermindering van ontstekingen en verbeterde opbouw van gezonde cellen.

Biomedische technologie

Het onderzoek werd uitgevoerd door promovendus Naboneeta Sarkar and professor Susmita Bose van de WSU School of Mechanical and Materials Engineering. Volgens professor Bose is er nog niet veel onderzoek gedaan naar de toepassing van natuurlijke medicinale stoffen in combinatie met biomedische technologie. “Met deze medicijnen op natuurlijke basis kan de gezondheid verbeterd worden met minimale of zelfs geen bijwerkingen, hoewel het wel belangrijk blijft om de exacte samenstelling te controleren”, stelt zij.

Osteosarcoom is een betrekkelijk zeldzame vorm van botkanker die vooral kinderen en jongvolwassenen treft. Het is een moeilijk behandelbare kanker met een slechte prognose en een grote kans op recidive, en is wereldwijd de op een na dodelijkste kanker bij kinderen.

Bijwerkingen

Behandeling van osteosarcoom omvat doorgaans operatieve verwijdering van de tumor, naast pre- en postoperatieve chemotherapie. Soms moet bij zo’n ingreep veel bot verwijderd en vervangen worden, en dat is een langdurig proces met een grote kans op ontsteking. Daarnaast heeft ook de hoge dosering chemotherapie voor en na de operatie schadelijke bijwerkingen.

Daarom zoeken wetenschappers naar behandelingen die beter verdragen kunnen worden, en dan vooral in de fase na de operatie, wanneer de patiënten moeten herstellen van de schade aan hun botten en daarnaast krachtige medicijnen moeten innemen om de tumor te onderdrukken. Een van de manieren om het bot te repareren is botregeneratie met behulp van 3D-printers, en met dat onderzoek houdt het team van professor Bose zich bezig.

Isoflavonen

Met behulp van een 3D-printer werden er stukjes synthetisch bot geprint, exact op maat voor elke patient. Aan die synthetische botdelen voegden de onderzoekers drie werkzame stoffen uit soja toe, zogeheten isoflavonen. Isoflavonen zijn plantaardige oestrogenen waarvan aangetoond is dat zij kankergroei afremmen zonder gezonde cellen te beschadigen. Daarnaast worden isoflavonen ook in verband gebracht met sterkere botten en het mogelijk voorkomen van osteoperose. De geprinte, met soja-componenten ‘geladen’ structuren werden vervolgens in een laboratorium toegepast op biopten die zowel botkankercellen als gezonde cellen bevatten.

Duidelijke verbetering

Het bleek dat een van de drie soja-bestanddelen in 11 dagen tijd zorgde voor een afname van de agressiviteit van botkankercellen met 90%. De twee andere bestanddelen zorgden voor een duidelijke verbetering in de aanmaak van gezonde botcellen. In aansluitende dierproeven bleken de soja-bestanddelen ook te zorgen voor minder ontstekingen. “Dankzij dit onderzoek weten wij nu meer over de mogelijkheid om synthetische botdelen in te zetten als manier om antikankermedicijn toe te dienen”, stelt Bose vast.

De onderzoekers gaan op de ingeslagen weg verder en kijken nu naar wat de specifieke genetische eigenschappen van de soja-bestanddelen en andere natuurlijke chemicaliën zijn, en op welke wijze ze een rol kunnen spelen in het ontwikkelen van nieuwe biomedische technologieën. Bose kondigt aan dat er meer onderzoek zal volgen, ook in relatie tot andere soorten kanker.

Kurkuma

Professor Susmita Bose heeft baanbrekend werk verricht op het gebied van synthetische botimplantaten op nanoformaat. Zij vond een manier uit om synthetisch bot te printen en nieuwe botaangroei te stimuleren. Zij is ook zeer geïnteresseerd in onderzoek naar de medische toepassing van natuurlijke chemicaliën. In 2019 ontwikkelde Bose met haar team aan WSU al een manier om curcumine (de werkzame stof in kurkuma of geelwortel) aan botkankercellen toe te dienen zonder daarbij gezonde botcellen te beschadigen. Het nu gepubliceerde onderzoek rond sojabestanddelen is daar in wezen een voortzetting van.

Referentie

Naboneeta Sarkar, Susmita Bose. Controlled release of soy isoflavones from multifunctional 3D printed bone tissue engineering scaffolds. Acta Biomaterialia, 2020; 114: 407 DOI: 10.1016/j.actbio.2020.07.006