Badania przeprowadził dr Razan Masarwy z laboratorium prof. Dana Peera, dyrektora Laboratorium Precyzyjnej Nanomedycyny izraelskiego Uniwersytetu w Tel Awiwie (TAU). Autorzy twierdzą, że skutecznie wyeliminowali 50 proc. guzów głowy i szyi u myszy, wykorzystując technologię edycji genów CRISPR.

Metoda CRISPR, określana także jako "molekularne nożyczki", pozwala na dokonywanie zmian w genomie danego organizmu. Matoda ta została opracowana przez Francuzkę Emmanuelle Charpentier i Amerykankę Jennifer A. Doudnę, które za swoją pracę otrzymały Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2020 r.

Pomysł CRISPR opiera się na prostym mechanizmie obronnym występującym w naturze. Niektóre bakterie są w stanie chronić się przed wirusem poprzez przechwytywanie fragmentów DNA intruza i przechowywanie ich w postaci segmentów we własnym genomie. Jeśli ten sam wirus zaatakuje ponownie, bakterie wykorzystują te zachowane fragmenty DNA do tworzenia znaczników, które pomagają enzymowi o nazwie Cas znaleźć i przeciąć DNA wirusa - używając tego, co Peer nazwał "nożyczkami molekularnymi", aby zatrzymać infekcję. CRISPR można wykorzystać do zmiany DNA zwierząt, roślin i mikroorganizmów.

Rak płaskonabłonkowy głowy i szyi (HNSCC) powstaje w górnym odcinku przewodu pokarmowego, w tym w jamie ustnej, gardle i krtani. Z czasem może dochodzić do jego przerzutów. Obecne metody leczenia HNSCC często są nieskuteczne i dochodzi do nawrotu choroby – wskaźnik przeżywalności jest niski.

Celem izraelskiego zespołu było znalezienie sposobu oddziaływania na gen SOX2, bez którego komórka nowotworowa nie może przeżyć. Gen SOX2 jest aktywny w zarodkach, ponieważ pomaga młodym komórkom rozwijać się i rosnąć. W zdrowych, dojrzałych komórkach gen ten jest tłumiony, ponieważ organizm już go nie potrzebuje. Natomiast komórkom nowotworowym SOX2 jest niezbędny. Podczas badań prowadzonych na myszach naukowcom z TAU udało się w bezpieczny i skuteczny sposób dostarczyć do komórek nowotworowych terapeutyczne lipidowe nanocząsteczki CRISPR-LNP, aby wyłączyć gen SOX2.

Pod wpływem zawartego w nanocząsteczkach mRNA i sgRNA, użytych do zahamowania działania SOX2, żywotność komórek HNSCC zmniejszyła się o 60 proc. w warunkach hodowli komórkowej. Kolejny eksperyment dotyczył szczepu myszy ze skłonnością do raka głowy i szyi – nanocząsteczki były wstrzykiwane bezpośrednio do guza — trzy zastrzyki w odstępie jednego tygodnia.

W tym przypadku naukowcy zdołali zahamować tempo wzrostu guza o 90 proc., a czas przeżycia gryzoni wydłużył się średnio o ponad 84 dni, przy czym zanik guza zaobserwowano u 50 proc. myszy. Zdaniem autorów uzyskane wyniki podkreślają potencjał ukierunkowanych mRNA-Cas9-LNP w klinicznie dostępnych guzach litych.

Izraelscy naukowcy przewidują, że badania kliniczne mogłyby się rozpocząć za 2-3 lata.

"Onkolodzy potrzebują dużego arsenału broni do leczenia raka" - powiedział prof. Peer, cytowany w poniedziałkowym numerze The Times of Israel, podczas rozmowy wideo z Massachusetts, gdzie przedstawiał swoje odkrycia w Harvard Medical School. - "Moim marzeniem jest, abyśmy zastąpili chemioterapię lepszym podejściem".

Wyniki badania opublikowano na łamach "Advanced Science" (https://doi.org/10.1002/advs.202411032).

W jeszcze innym badaniu, przeprowadzonym w 2020 r., Peer pokazał innowacyjny sposób wykorzystania CRISPR do wyeliminowania glejaka wielopostaciowego (agresywnego nowotworu mózgu) oraz przerzutowego raka jajnika u myszy.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ zan/