Nanocząsteczkę opracowali naukowcy z Sylvester Comprehensive Cancer Center przy University of Miami Miller School of Medicine. W założeniu miałaby niszczyć podczas jednego zabiegu pierwotne nowotwory piersi oraz przerzuty do mózgu. Badania laboratoryjne potwierdziły, że pod wpływem nanocząsteczek guzy piersi i mózgu zmniejszają się.

Przerzuty do mózgu to wtórne nowotwory, które najczęściej powstają z komórek guzów litych, takich jak rak piersi, płuc i okrężnicy. W takich przypadkach rokowanie często jest złe. Leczenie utrudnia oddzielająca mózg od reszty organizmu bariera krew-mózg, przez którą potrafi przeniknąć niewiele substancji (do tych, które przenikają należy na przykład alkohol, ale nie nadaje się on na lek przeciwnowotworowy).

Nowa nanocząsteczka wykonana z biodegradowalnego polimeru zawiera dwa proleki ukierunkowane na mitochondria, które odpowiadają za wytwarzanie energii w komórkach – także w komórkach nowotworów, które potrzebują szczególnie dużo energii.

Według starszej autorki artykułu (https://doi.org/10.1073/pnas.2318119121), dr Shanty Dhar, nanocząsteczka może w przyszłości znaleźć zastosowanie w leczeniu przerzutów, a dodatkową korzyścią będzie jednoczesne leczenie guza pierwotnego. Badania przedkliniczne wykazały, że ta metoda może zmniejszyć guzy piersi i mózgu.

"Zawsze mówię, że nanomedycyna to przyszłość, ale oczywiście już w niej byliśmy" – powiedziała doktor Dhar, odnosząc się do dostępnych na rynku szczepionek przeciwko Covid-19, które w swoim składzie wykorzystują nanocząsteczki. "Nanomedycyna to zdecydowanie także przyszłość terapii nowotworów" - dodała.

Zastosowane w nanocząsteczkach leki to zmodyfikowana wersja klasycznego chemioterapeutyku cisplatyny, która uszkadza DNA w szybko rosnących komórkach, skutecznie zatrzymując ich wzrost. Jednak komórki nowotworowe potrafią naprawić swoje DNA, co czasami prowadzi do oporności na cisplatynę. Zespół Dhar zmodyfikował cisplatynę, aby uszkadzała nie DNA jądrowe (DNA tworzące nasze chromosomy i genom) – ale DNA mitochondrialne. Mitochondria powstały w zamierzchłej przeszłości ze zasymilowanych bakterii. Dostarczają komórkom energii i zawierają własne, znacznie mniejsze genomy które nie mają tak sprawnych mechanizmów naprawy DNA jak DNA komórkowe.

Zmodyfikowaną cisplatynę nazwano Platyną-M. Atakuje ona proces wytwarzania energii znany jako fosforylacja oksydacyjna. Ponieważ komórki nowotworowe mogą przełączać się między różnymi źródłami energii, aby podtrzymać swój wzrost i proliferację, naukowcy połączyli Platynę-M z innym opracowanym lekiem, Mito-DCA, który działa głównie na białko mitochondrialne zwane kinazą i hamuje glikolizę, czyli inny rodzaj wytwarzania energii.

Wyspecjalizowane nanocząsteczki wypełnione lekami zostały sprawdzone w badaniach przedklinicznych. Jak wykazały badania laboratoryjne, zmniejszają one zarówno guzy piersi, jak i przerzuty tego raka do mózgu. Połączenie nanocząstek i leku okazało się również nietoksyczne i znacznie wydłużało przeżycie.

Zespół z University of Miami Miller School of Medicine chce przetestować swoją metodę w laboratorium, aby dokładniej odtworzyć przerzuty do ludzkiego mózgu, być może nawet z wykorzystaniem komórek nowotworowych pochodzących od pacjentów. Chcą także przetestować lek na laboratoryjnych modelach glejaka wielopostaciowego, szczególnie agresywnego raka mózgu.(PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ zan/