“Łyżeczka cukru” może w pomóc w przyjmowaniu leków – wynika z najnowszych badań przeprowadzonych przez University of Mississippi. Mogłoby to również zmniejszyć szkodliwe skutki uboczne leczenia raka.
Jednak zamiast dosłownej łyżki cukru, naukowcy próbowali użyć glikopolimerów – polimerów wykonanych z naturalnych cukrów, takich jak glukoza – do powlekania maleńkich cząstek, które dostarczają leki przeciwnowotworowe bezpośrednio do guzów. Okazało się, że glikopolimery pomagają zapobiegać przywieraniu białek do nanocząstek, zmniejszając odpowiedź immunologiczną organizmu na leczenie.
W rezultacie organizm był w stanie lepiej zareagować na leczenie.
“Prawdziwym problemem jest to, że leki przeciwnowotworowe są niezwykle toksyczne” – powiedział Thomas Werfel, profesor nadzwyczajny inżynierii biomedycznej.
“Mają bardzo wąskie okienko terapeutyczne, co oznacza, że dawka, przy której działają, jest bardzo bliska dawce, przy której stają się toksyczne. Tak więc, gdy tylko uzyskasz wystarczającą dawkę, aby pozbyć się guza, powoduje to również całą tę toksyczność, wszystkie te efekty poza celem, których nie chcesz”.
„Dlaczego tak się dzieje? Dzieje się tak, ponieważ ułamek leku przeciwnowotworowego dostaje się do nowotworu – w większości przypadków znacznie mniej niż 1%; ponad 99% trafia wszędzie indziej w organizmie”.
Ten toksyczny lek przedostający się do innych części ciała może powodować poważne schorzenia, takie jak białaczka, wywoływać reakcje alergiczne, a nawet wywoływać inne nowotwory. Jeśli jednak większa część terapii przeciwnowotworowej dotrze do guza, te skutki uboczne mogą zostać ograniczone.
Werfel i Kenneth Hulugalla, doktorant trzeciego roku inżynierii biomedycznej z Kandy na Sri Lance, opublikowali swoje odkrycia w ACS Nano w październiku.
Nanocząstki – cząsteczki mniejsze niż jedna tysięczna szerokości ludzkiego włosa – okazały się skuteczną opcją w leczeniu raka i mogą dostarczać leki bezpośrednio do guzów. Jednak białka – w tym te, które wywołują odpowiedź immunologiczną – mają tendencję do gromadzenia się wokół nanocząstek, powodując, że organizm oznacza leczenie jako obcego najeźdźcę.
Taka reakcja immunologiczna zmniejsza skuteczność leku.
„PEG (glikol polietylenowy) przez ostatnie 30 lat był złotym standardem w ochronie tych cząstek przed tym zjawiskiem” – powiedział Hulugalla.
Przy pierwszym użyciu działa bardzo dobrze. Jednak po pierwszym użyciu układ odpornościowy organizmu może szybko rozpoznać i oznaczyć lek jako obcy. Gdy tak się stanie, lek nie może dostać się do guza i zadziałać.
Glikopolimery nie mają tego problemu, twierdzą naukowcy.
„Nasze odkrycia podkreślają, że stosowane przez nas nanocząsteczki znacznie zmniejszają niepożądane reakcje immunologiczne, jednocześnie znacznie zwiększając dostarczanie leków, zarówno w modelach komórkowych, jak i zwierzęcych. Badania te mogą być ważnym krokiem w kierunku opracowania skuteczniejszych metod leczenia raka”.
Werfel i Hulugalla przetestowali leczenie nanocząsteczkami pokrytymi glikopolimerem u myszy z rakiem piersi i stwierdzili, że więcej nanocząsteczek dotarło do guzów w przypadku leczenia glikopolimerem w porównaniu z cząsteczkami opartymi na PEG. Kolejna faza badań obejmie ładowanie tych nanocząstek lekami i upewnienie się, że produkt jest nadal skuteczny w walce z rakiem.
„Jednym z aspektów tego, co chcemy zrobić w dłuższej perspektywie, jest nie tylko zbadanie tego w sposób defensywny, ale także ofensywny” – powiedział Werfel. „Jeśli pomyślimy o tym, co tutaj badaliśmy, zauważyliśmy, że glikopolimery w mniejszym stopniu stymulują układ odpornościowy. Tak więc cząsteczki pozostają w organizmie dłużej. Lepiej docierają do guza. To świetnie.
“Inną rzeczą, nad którą pracujemy od dłuższego czasu, jest to, jak możemy aktywnie celować w guza? Jakich specyficznych sygnatur możemy użyć, aby zmusić więcej cząsteczek do gromadzenia się lub więcej leku do gromadzenia się w guzie? To jest w centrum naszego myślenia o kolejnych etapach”.
Źródło: ACS Nano (Glycopolymeric Nanoparticles Enrich Less Immunogenic Protein Coronas, Reduce Mononuclear Phagocyte Clearance, and Improve Tumor Delivery Compared to PEGylated Nanoparticles), University of Mississippi, fot. Kevin Bain/Ole Miss Digital Imaging Services.
