Rak jelita grubego to jeden z głównych nowotworów w krajach rozwiniętych. Znamy już wiele skutecznych leków, ale często obciążają one organizm. Uszkadzają nie tylko komórki nowotworowe, ale także zdrowe tkanki i powodują ostre skutki uboczne. Dlatego od lat badacze przyglądają się substancjom z roślin, takim jak kwas elagowy obecny w granatach, truskawkach, orzechach czy zielonej herbacie. W laboratorium okazało się, że ten związek hamuje wzrost wielu typów komórek raka. Ma jedną dużą wadę: słabo rozpuszcza się w wodzie i organizm szybko się go pozbywa. Trudno więc użyć jego pełnego potencjału.

Autorzy pracy opublikowanej w czasopiśmie naukowym Nanomaterials postawili proste pytanie: co będzie, jeśli ten roślinny związek odpowiednio „opakujemy”? Takim opakowaniem stały się mezoporowate nanocząstki krzemionki (czyli materiału bardzo podobnego do piasku) – można je sobie wyobrazić jak maleńkie, twarde gąbki z siecią tunelików w środku. Cząstki najpierw chemicznie zmodyfikowano, a potem w ich pory wciśnięto kwas elagowy, tak, że stanowił około jednej czwartej masy gotowego proszku.

Za wytworzenie i dokładne zbadanie tych nanogąbek w dużej mierze odpowiada zespół z Instytutu Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Polscy naukowcy sprawdzali m.in. kształt i wielkość cząstek pod mikroskopem elektronowym, ich powierzchnię, stabilność cieplną i ilość załadowanego leku. Dopiero tak przygotowany materiał trafił do badań biologicznych na liniach komórek raka jelita.

W laboratorium porównano same gołe nanocząstki krzemionki, sam kwas elagowy rozpuszczony w roztworze - oraz wersję w pakiecie, czyli kwas elagowy zamknięty w nanocząstkach. Testy wykonano na dwóch typowych liniach komórek raka jelita (HCT-116 i HT-29) oraz na zdrowych komórkach skóry (BJ-1), które pełniły rolę kontrolną. Okazało się, że nanoforma zabija komórki raka mniej więcej trzy razy skuteczniej niż sam kwas elagowy. Naukowcy opisują to liczbą IC50 – to takie stężenie leku, przy którym ginie połowa komórek w próbce. Im mniejsza wartość IC50, tym silniejszy efekt. Dla samego kwasu elagowego IC50 wynosiło, w zależności od rodzaju komórki rakowej, około 187 i 300 µM (mikromoli na litr), a dla wersji w nanocząstkach spadło do około 88 i 78 µM. To duża różnica.

Badacze sprawdzili też, czy nowa formuła leku niszczy komórki, czy raczej uruchamia ich naturalny program śmierci. Większość naszych komórek potrafi bowiem, w razie silnych uszkodzeń, włączyć coś w rodzaju kontrolowanego samobójstwa, co nazywa się apoptozą. W badaniu wykazano, że nano-wersja kwasu elagowego częściej włącza właśnie taki program w komórkach nowotworowych. Rośnie aktywność białek odpowiedzialnych za uruchomienie apoptozy, a słabnie działanie białek, które zwykle chronią komórkę przed śmiercią. Dodatkowo spada poziom pewnych receptorów na powierzchni komórek, które odbierają sygnały sprzyjające rozrostowi guza. Co ważne, w zdrowych komórkach skóry te zmiany były znacznie słabsze, co sugeruje, że nanolek lepiej odróżnia komórki nowotworowe od zdrowych.

Na razie mówimy o badaniach in vitro, tj. w naczyniach laboratoryjnych, nie w organizmie żywego człowieka. Zanim pojawi się jakikolwiek nowy lek, trzeba przejść przez długą drogę badań na zwierzętach, a potem kilku etapów badań klinicznych. Mimo to wyniki tej pracy są ważną podpowiedzią dla przyszłych terapii. Pokazują, że sprytne połączenie nanotechnologii z naturalnymi związkami może znacznie zwiększyć skuteczność znanych substancji, a jednocześnie ograniczyć szkody dla zdrowych tkanek. (PAP)

Nauka w Polsce

kmp/ zan/