Istraživači sa Instituta za rak Rutgers u Nju Džersiju i Rutgers Nev Jersey Medical School (NjMS), zajedno sa drugim saradničkim grupama, otkrili su prvi lipidni vaskularni „poštanski broj“ u plućima. Donošenje leka tamo gde je potreban u ljudskom telu je ključno za uspešno lečenje bolesti uključujući rak i izbegavanje toksičnih neželjenih efekata, ali to ostaje veliki izazov. Jedna kreativna opcija je bila da se identifikuju jedinstveni proteinski receptori koji su prisutni na površini krvnih sudova na određenim mestima u telu koji deluju kao vaskularni poštanski kodovi. Ovi poštanski kodovi mogu biti fizički upareni sa ligandom kao što je mali protein ili antitelo koje se može iskoristiti za vođenje i isporuku paketa kao što je lek ili agens za dijagnostičko snimanje na njihove specifične molekularne adrese. Neki od ovih parova ligand-receptor su već podvrgnuti testiranju u kliničkim ispitivanjima sa lekovima protiv raka i gojaznosti.
Rad je objavljen u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences .
Pre otkrića istraživača, svi vaskularni poštanski kodovi su bili proteini. Ovo otkriće otkriva ranije neprepoznatu lipidnu mrežu poštanskih kodova u krvnim sudovima i otvara novi svet mogućnosti za poboljšanu dijagnostiku i tretmane, uključujući pacijente sa teškim respiratornim oboljenjima ljudi kao što su emfizem, COVID-19, HOBP i rak pluća.
2008. godine istraživači su otkrili ligandni peptid koji se vezuje za površinu endotelnih ćelija pluća i može da dostavi obaveštenje o smrti ćelije direktno u pluća kod miševa. Međutim, njihove uobičajene biohemijske i genetske metode nisu uspele da identifikuju odgovarajući plućni vaskularni poštanski broj za koji se ligand vezuje.
„Problem je bio u tome što smo tražili protein“, rekao je Vadih Arap, MD, Ph.D., direktor Instituta za rak Rutgers u Univerzitetskoj bolnici Nevark, profesor i šef Odeljenja za hematologiju/onkologiju, Odeljenje za medicinu, Rutgers NjMS i ko-vodeći autor. „Naša duga serija frustrirajućih neuspeha navela nas je da razmislimo da bi neuhvatljiva meta mogla biti druga vrsta molekula, možda lipid; to je bio trenutak eureke.“
Poštanski broj lipida koji su otkrili na krvnim sudovima pluća naziva se C16-ceramid (takođe poznat kao palmitoil ceramid). Pripada porodici blisko povezanih molekula lipida koji obavljaju mnoge važne ćelijske funkcije. To uključuje pomoć virusima kao što su ebola i SARS-CoV-2 da uđu u ćelije, kao i izazivanje ćelijske smrti. Odavno je poznato da su povećani nivoi ceramida povezani sa mnogim plućnim bolestima. Dakle, C16-ceramid predstavlja neistražen put za mnoge različite dijagnostičke ili terapijske primene.
Dr Renata Paskualini, stalni član Instituta za rak Rutgers i šef Odseka za biologiju raka, Odeljenja za radijacionu onkologiju u NjMS-u, i još jedan ko-vodeći autor, primetili su: „Snimanje igra tako suštinsku ulogu u proceni pluća — i anatomski i funkcionalno — da smo osetili da je to prilika da napravimo kliničku razliku. Bilo da se radi o plućnom skriningu, postavljanju dijagnoze ili praćenju ozbiljnosti bolesti, naš pristup i nalazi će, nadamo se, predstavljati napredak u ovoj oblasti.“
Da bi učvrstili svoje otkriće novog lipidnog vaskularnog poštanskog koda i para liganda, istraživači su testirali svoju hipotezu na genetski modifikovanim miševima sa nedostatkom ceramida i pokazali da ligand više nije u stanju da cilja na pluća. Da bi pokazali šta bi to moglo značiti za pacijente, testirali su dve medicinske aplikacije. Prvo, pokazali su da se potencijalno može koristiti za ranu dijagnozu i praćenje određenih plućnih bolesti vezivanjem liganda za nanočestice zlata, koje su posebno osvetlele pluća korišćenjem optičkih i molekularnih tehnika snimanja. Konačno, s obzirom na tekuću pandemiju COVID-19, pokazali su da bi ligand takođe mogao da isporuči novu vakcinu direktno u pluća i stimuliše lokalni imuni odgovor, koji bi mogao biti zaštitniji od trenutno postojećih vakcina koje se ubrizgavaju u ruku.
Daniela Stakuicini, dr, stalni član Instituta za rak Rutgers i docent na Odseku za biologiju raka, Odeljenje za radijacionu onkologiju na Rutgers NjMS, rekla je: „Ovaj deo rada zapravo obuhvata ansambl od tri nedavno objavljena rukopisa—uključujući ovaj – o ciljanju različitih poštanskih brojeva u plućima za više potencijalnih aplikacija, uključujući neinvazivno snimanje i isporuku vakcina, u kojem sam imao privilegiju da služim kao koautor u ime nekoliko velikih timova istražitelja.
Zatim, tim planira da se fokusira na otkrivanje više lipidnih vaskularnih poštanskih kodova u krvnim sudovima koji služe drugim organima, a posebno tumorima, kao način da se bolje ciljaju lekovi protiv raka, i radiće na daljem prevođenju ovih otkrića u istinske kliničke primene za pacijente.
