Istraživači iz Silvester Comprehensive Cancer Center na Medicinskom fakultetu Univerziteta u Majamiju Miller razvili su nanočesticu koja može prodreti kroz krvno-moždanu barijeru. Njihov cilj je da ubiju primarne tumore raka dojke i metastaze na mozgu u jednom tretmanu, a njihova istraživanja pokazuju da metoda može smanjiti tumore dojke i mozga u laboratorijskim studijama.
Metastaze u mozgu, kako se ovi sekundarni tumori nazivaju, najčešće nastaju od solidnih tumora poput raka dojke, pluća i debelog creva i često su povezane sa lošom prognozom. Kada rak probije mozak, može biti teško da se sledi lečenje, delom zbog krvno-moždane barijere, skoro neprobojne membrane koja odvaja mozak od ostatka tela.
Nanočestica Silvester tima jednog dana bi se mogla koristiti za lečenje metastaza uz dodatnu korist od istovremenog lečenja primarnog tumora, kaže dr Shanta Dhar, vanredni profesor biohemije i molekularne biologije i pomoćnik direktora za tehnologiju i Innovation u Silvester-u, koji je vodio studiju. Ona je stariji autor rada objavljenog 6. maja u časopisu Zbornik radova Nacionalne akademije nauka
Puštanjem čestice sa dva proleka koji ciljaju na mitohondrije, centar za proizvodnju energije ćelije, istraživači su pokazali da njihova metoda može da smanji tumore dojke i mozga u pretkliničkim studijama.
„Uvek kažem da je nanomedicina budućnost, ali naravno da smo već bili u toj budućnosti“, rekao je Dhar, misleći na komercijalno dostupne vakcine protiv COVID-19, koje koriste nanočestice u svojoj formulaciji. „Nanomedicina je definitivno i budućnost za terapiju raka.“
Nova metoda koristi nanočesticu napravljenu od biorazgradivog polimera, koju je prethodno razvio Darin tim, zajedno sa dva leka koja su takođe razvijena u njenoj laboratoriji koja ciljaju na izvore energije raka. Pošto ćelije raka često imaju drugačiji oblik metabolizma od zdravih ćelija, gušenje njihovog metabolizma može biti efikasan način za ubijanje tumora bez oštećenja drugih tkiva.
Jedan od ovih lekova je modifikovana verzija klasičnog leka za hemoterapiju, cisplatina, koji ubija ćelije raka oštećujući DNK u brzo rastućim ćelijama, efikasno zaustavljajući njihov rast. Ali tumorske ćelije mogu popraviti svoju DNK, što ponekad dovodi do rezistencije na cisplatin.
Darov tim je modifikovao lek da pomeri svoju metu sa nuklearne DNK, DNK koja čini naše hromozome i genom, na mitohondrijsku DNK. Mitohondrije su izvori energije naših ćelija i sadrže sopstvene, mnogo manje genome – i, što je važno za terapeutske svrhe raka, nemaju istu mašineriju za popravku DNK koju imaju naši veći genomi.
Pošto ćelije raka mogu da se prebacuju između različitih izvora energije da bi održale svoj rast i proliferaciju, istraživači su kombinovali svoj modifikovani cisplatin, koji nazivaju Platin-M i napada proces stvaranja energije poznat kao oksidativna fosforilacija, sa drugim lekom koji su razvili, Mito-DCA. , koji posebno cilja na mitohondrijski protein poznat kao kinaza i inhibira glikolizu, drugačiju vrstu stvaranja energije.
Dhar je rekao da je dug put da se razvije nanočestica koja može pristupiti mozgu. Ona je radila na nanočesticama tokom cele svoje nezavisne karijere, a u prethodnom projektu proučavanja različitih oblika polimera, istraživači su primetili da je mali deo nekih od ovih nanočestica dospeo u mozak u pretkliničkim studijama. Daljnjim usavršavanjem tih polimera, Darov tim je razvio nanočesticu koja može da pređe i krvno-moždanu barijeru i spoljnu membranu mitohondrija.
„Bilo je mnogo uspona i padova da bismo ovo otkrili, a mi još uvek radimo na razumevanju mehanizma kojim ove čestice prelaze krvno-moždanu barijeru“, rekao je Dhar.
Tim je zatim testirao specijalizovane nanočestice napunjene lekovima u pretkliničkim studijama i otkrio da one rade na smanjenju tumora dojke i ćelija raka dojke koje su zasejane u mozgu da bi tamo formirale tumore. Takođe se činilo da je kombinacija nanočestica i leka netoksična i značajno produžava preživljavanje u laboratorijskim studijama.
Zatim, tim želi da testira svoj metod u laboratoriji kako bi bliže replicirao metastaze u ljudskom mozgu, možda čak i koristeći ćelije raka koje su izvedene od pacijenata. Takođe žele da testiraju lek na laboratorijskim modelima glioblastoma, posebno agresivnog raka mozga.
„Stvarno sam zainteresovan za hemiju polimera, a korišćenje toga u medicinske svrhe me zaista fascinira“, rekao je Akaš Ašokan, doktorant Univerziteta u Majamiju koji radi u Dharovoj laboratoriji i koautor studije zajedno sa doktorandom Šritom Sarkar. „Divno je videti da se to primenjuje na terapiju raka.“
