Nowa generacja leków. Niszczą komórki raka 20 tys. raz skuteczniej

Zespół badawczy pod kierunkiem prof. Chada A. Mirkina postanowił "przemyśleć" od podstaw dobrze znany lek – 5-fluorouracyl (5-Fu), stosowany w chemioterapii od lat 60. XX wieku. Choć skuteczny, lek ten ma poważne ograniczenia – słabo się rozpuszcza, jest źle wchłaniany przez komórki i często uszkadza zdrowe tkanki, powodując m.in. nudności, osłabienie i w skrajnych przypadkach zaburzenia pracy serca.

- Wszyscy wiemy, że chemioterapia bywa potwornie toksyczna - tłumaczy naukowiec. - Ale niewielu zdaje sobie sprawę, że problemem jest również jej słaba rozpuszczalność. Musimy więc znaleźć sposoby, by przekształcić ją w postać wodnorozpuszczalną i skutecznie dostarczyć tam, gdzie trzeba - dodaje.

Rozwiązaniem okazała się technologia sferycznych kwasów nukleinowych (SNA) – opracowana wcześniej w laboratorium Mirkina. To nanocząstki zbudowane z centralnego rdzenia otoczonego gęstą warstwą DNA lub RNA. W nowym projekcie naukowcy połączyli cząsteczki 5-Fu z fragmentami DNA i zakotwiczyli je w biokompatybilnym liposomalnym rdzeniu z fosfolipidów.

Jak opisują autorzy badania: "Liposomalne konstrukty typu SNA zawierające 5-fluorouracyl (5-Fu) są selektywnie wychwytywane przez komórki mieloidalne, w tym komórki ostrej białaczki szpikowej (AML), i działają jak skuteczne środki chemioterapeutyczne".

Taka struktura pozwala lekowi nie tylko łatwiej wnikać do komórek, ale też trafiać głównie w komórki nowotworowe. Zamiast niszczyć wszystko na swojej drodze, jak tradycyjna chemioterapia, nanolek działa z chirurgiczną precyzją.

Zobacz także: Rak jelita grubego nie wybiera wieku. Te kobiety z diagnozy uczyniły swoją misję

Podczas testów na modelu zwierzęcym ostrej białaczki szpikowej (AML) nowy lek osiągnął wyniki, które zaskoczyły samych badaczy.

"Przekształcenie 5-Fu w formę SNA zwiększa jego zdolność do wnikania do komórek nawet 12,5-krotnie i umożliwia preferencyjne dostarczanie do linii komórkowych AML. W badaniach in vitro zaobserwowano czterorzędowy wzrost skuteczności zabijania komórek w porównaniu z wolną cząsteczką 5-Fu" - czytamy w publikacji.

W modelu ludzkiej białaczki opartej na myszach z niedoborem odporności terapia SNA wykazała 59-krotnie wyższą skuteczność przeciwnowotworową niż klasyczny 5-Fu, poprawiła parametry krwi związane z AML i – co najważniejsze – nie spowodowała żadnych widocznych działań niepożądanych.

- W modelach zwierzęcych udowodniliśmy, że potrafimy zatrzymać wzrost guzów - mówi prof. Mirkin. - Jeśli ten efekt uda się przełożyć na ludzi, będzie to naprawdę ekscytujący przełom. Oznaczałoby to skuteczniejszą chemioterapię, lepszą odpowiedź organizmu i mniej skutków ubocznych - dodaje.

Zobacz także: Chroni i wspomaga leczenie. Nowe doniesienia na temat szczepionki przeciw HPV

Badacze podkreślają, że kluczem do sukcesu jest nie tyle sam lek, ile jego architektura. W nanomedycynie strukturalnej, czyli nowym obszarze badań, naukowcy projektują cząsteczki tak, by precyzyjnie kontrolować ich zachowanie w organizmie – od sposobu transportu po moment uwolnienia substancji czynnej w komórce.

"Badanie to podkreśla, jak ogromne korzyści dla skuteczności terapii można uzyskać, integrując leki przeciwnowotworowe w strukturach SNA, oraz dowodzi, że architektura nanoleku może w istotny sposób wpływać zarówno na sposób dostarczania chemioterapeutyku, jak i jego precyzyjne ukierunkowanie na komórki nowotworowe" – napisali autorzy.

Zespół z Northwestern University planuje teraz rozszerzyć testy na większe grupy zwierząt, a w dalszej perspektywie – rozpocząć badania kliniczne z udziałem ludzi.

Jeśli wyniki się potwierdzą, może to być początek nowej ery w chemioterapii – skuteczniejszej, mniej toksycznej i znacznie bezpieczniejszej dla pacjentów.

Magdalena Pietras, dziennikarka Wirtualnej Polski

Źródła

1. ACS Nano
2. SciTechDaily