Šta bi nas rak mogao naučiti o tuberkulozi? To je pitanje koje Meenal Datta juri od kada je bila diplomirani student.
Jednom kada je imuni sistem tela inficiran tuberkulozom, formira granulome – čvrste grupe belih krvnih zrnaca – u pokušaju da ukloni bakterije koje izazivaju infekciju u plućima. Ali češće nego ne, granulomi donose više štete nego koristi.
Zadužen da analizira sličnosti između granuloma i tumora, Datta je otkrio da su oba strukturno i funkcionalno abnormalna. U 2015. godini, ona i drugi istraživači su pogledali vaskularne strukture granuloma i pokazali da su kompromitovani i propusni kao krvni sudovi tumora, što ograničava isporuku lekova i uspešno lečenje obe bolesti.
„To je bio prvi put da smo definitivno pokazali da postoji ta patofiziološka sličnost između ove dve bolesti koje se manifestuju različitim uzrocima i simptomima“, rekao je Datta, docent za vazduhoplovstvo i mašinstvo na Univerzitetu Notr Dam. „Rak ne zvuči ništa kao zarazna bolest. Pa ipak, evo dve različite bolesti sa istim problemom disfunkcionalnih krvnih sudova.“
Sada je studija istog tima na Univerzitetu Notr Dam, Opšta bolnica Masačusetsa i Nacionalni institut za zdravlje identifikovala kombinaciju lekova koji mogu poboljšati protok krvi unutar granuloma, što je od koristi za isporuku lekova. Objavljena u časopisu PNAS, studija koristi decenije istraživanja raka za proučavanje plućnog tkiva zahvaćenog tuberkulozom i poboljšanje lečenja. Rad je naslovljen „Normalizacija vaskulature i matriksa granuloma poboljšava isporuku lekova i smanjuje opterećenje bakterijama kod zečeva zaraženih tuberkulozom“.
„Slično kao kod tumora, mnogi krvni sudovi u granulomima su komprimovani ili stisnuti – baš kao da ste stali na baštensko crevo“, rekao je Datta, prvi autor studije. „Kod raka, znamo da se to dešava zbog rastuće tumorske mase i potporne proteinske skele koju ona postavlja, zvane matriks. Mislili smo da se možda ista stvar dešava i kod tuberkuloze.“
Studija je potvrdila da se sličan fenomen javlja kod granuloma – previše ćelijske mase i proteinske skele. Ova poremećena funkcija čini protok krvi kroz krvne sudove skoro nemogućim, onemogućujući mogućnost da se lek stigne do mesta bolesti tuberkuloze.
Datta i njeni saradnici koristili su losartan, pristupačan lek koji se koristi za lečenje visokog krvnog pritiska. Međutim, ima i koristan sporedni efekat smanjenja količine matriksa koji se stvara unutar granuloma, otvarajući na taj način komprimovane krvne sudove i obnavljajući protok krvi.
Istraživači su zatim kombinovali losartan sa bevacizumabom, lekom koji koriste pacijenti sa rakom da zaustave prekomernu proizvodnju loše formiranih krvnih sudova. Sa ovim dvosmernim medicinskim pristupom, Datta i tim su uspeli da nateraju krvne sudove granuloma da funkcionišu i da se ponašaju normalnije.
Kada su istraživači primenili terapije usmerene na domaćina losartan i bevacizumab zajedno sa antibioticima, pokazali su poboljšanu isporuku lekova i koncentraciju antibiotika unutar granuloma.
Pored toga, Dattin diplomirani student Maksim Zarodniuk analizirao je podatke o sekvenciranju genoma koje je proizveo tim i otkrio da čak i bez antibiotika postoji smanjenje bakterija tuberkuloze unutar granuloma.
„Kada smo davali samo te terapije usmerene na domaćina, imali smo dobru korist od lečenja čak i bez dodavanja antibiotika. Te terapije su promovisale inflamatorni odgovor tela da se bori protiv bakterija, što nismo očekivali“, rekao je Datta.
Za Dattu, ova studija završava niz istraživanja tuberkuloze koje je počelo kada je započela svoje doktorsko istraživanje u Opštoj bolnici u Masačusetsu i medicinskoj školi Harvard 2011. godine, a obuhvatilo je više faza njene karijere. Tuberkuloza, iako je u velikoj meri kontrolisana u SAD, i dalje se smatra jednom od najsmrtonosnijih zaraznih bolesti širom sveta.
„Prednost terapija usmerenih na domaćina koje smo izabrali je u tome što su ova sredstva ili veoma slični lekovi iste klase već odobreni od strane regulatornih agencija širom sveta, i oni su pristupačni“, rekao je Datta. „Nadamo se da će naši pretklinički rezultati biti dovoljno ubedljivi da započnemo kliničko ispitivanje u korist pacijenata sa tuberkulozom.“
Danas, Datta laboratorija na Univerzitetu Notre Dame prvenstveno fokusira svoje istraživanje na razumevanje glioblastoma, retkog raka mozga otpornog na lečenje. Datta je rekla da joj to što je inženjer omogućava da pređe u druge oblasti istraživanja i sa drugačijom perspektivom, što predstavlja odličan dokaz važnosti multidisciplinarnog istraživanja.
„Verujem da je to zaista prednost biti inženjer. Lakše mi je ponekad da uspostavim veze između konteksta koji izgledaju različiti“, rekao je Datta. „Zavisimo od naših naučnih i kliničkih kolega da prođu kroz te detalje, ali inženjeri su veoma dobri u pristupanju složenim problemima iz pristupa pojednostavljenog sistema.
