Towards the application of alginate cell microencapsulation technologies to treat brain tumors

Eén van de grootste uitdagingen in de oncologie is het vinden van een succesvolle behandeling tegen hersentumoren. Ondanks geavanceerde behandelingsmogelijkheden, zoals tumormassa debulking door middel van bestraling en chemotherapie, is tumor recidief onvermijdelijk, met een overleving van minder dan 15 maanden. De aanwezigheid van de bloed-hersen barrière (BBB) bemoeilijkt behandeling. Dit proefschrift richt zich op de technologie van alginaat-gebaseerde cel inkapseling als een alternatieve behandelingsmethode voor hersentumoren. Deze technologie blijkt een effective behandeling tegen hersentumoren in preklinische modellen, maar mechanische stabiliteit van microcapsules, variatie tussen-laboratoria in coating en met name het uitsteken van cellen staan klinische toepassing in de weg. Deze cruciale problemen worden stap voor stap in dit proefschrift aangepakt, met als doel een nieuw inkapselingssysteem te ontwikkelen die klinische toepasbaar is.Successful treatment of brain tumors is one of the most challenging tasks in oncology. Despite of advanced treatment options of debulking tumor mass by surgery, radiation, and chemotherapy; tumor reoccurrence is inevitable with overall survival rates of less than 15 months. Systemic brain tumor chemotherapy is seriously hampered by presence of blood brain barrier (BBB) which limits drug delivery to the brain. Encapsulating drugs in nanocarriers like liposomes, micelle, and nanoparticles have shown promising result. However these nanocarriers are suffering from major drawbacks such as low encapsulation efficacy, limited stability, difficult synthesis of polymer and high cost of preparation. Circumventing the BBB by local delivery using alginate cell encapsulation is a promising way to treat brain tumor. In this thesis we focus on alginate cell encapsulation technology as an alternative approach to treat brain tumors. Recent data from pre-clinical work indicate that this approach merits consideration for future clinical translation for brain tumor treatment. However several crucial issues like mechanical stability of capsules, lab-to-lab variations in coating, and more importantly protrusion of cells are obstacles hampering clinical application. These issues have been addressed step by step in this thesis with the aim for successful translation of this approach into clinical application. The novel encapsulation overcomes challenges in traditional encapsulation system and merits for considering the approach in clinical application