Činjenica da naš imuni sistem hvata i uništava nanočestice i lekove koje oni nose već neko vreme predstavlja problem u oblasti nanomedicine. Ali, u borbi protiv raka, istraživači sada pokušavaju da iskoriste ovaj problem u svoju korist.
Istraživači širom sveta nastoje da identifikuju tehnike koje koriste nanočestice u lečenju bolesti. Takve čestice su prečnika oko 100 nanometara — hiljaditi deo milimetra — i unutar njih istraživači ubacuju veliki broj čak i manjih molekula leka.
Optimizam za ovakav pristup u lečenju različitih oblika raka bio je posebno veliki.
„Uočili smo da zidovi krvnih sudova kod tumora raka kod miševa imaju veće pore od istih sudova u zdravom tkivu“, kaže Sjoerd Hak, istraživač na norveškom naučnom institutu SINTEF. „Ako ubrizgamo nanočestice u krv, pore im olakšavaju da pobegnu iz sudova i uđu u tumor“, kaže on.
„U zdravom tkivu, gde su krvni sudovi netaknuti, nanočestice ne mogu da pobegnu“, kaže Hak Blizancima.
Poznavanje ovoga olakšava usmeravanje lekova na željena odredišta, a takođe možemo ograničiti količinu lekova koji dospevaju u delove tela gde mogu da naškode.
Međutim, nanomedicina se suočava sa velikim problemom. Naš imuni sistem ne prihvata mala i nepoznata strana tela.
„Nanočestice su otprilike iste veličine kao virus i obično se sastoje od molekula koji prirodno ne pripadaju krvi. To znači da će ih telo otkriti i ukloniti“, objašnjava Hak.
Kao rezultat toga, nanočestice neće biti prisutne u krvi dovoljno dugo da bi oslobodile adekvatnu dozu lekova ciljnom tumoru.
„Veliki deo našeg istraživanja bio je fokusiran na razvoj čestica koje mogu produžiti njihovo prisustvo u krvi“, kaže Hak. „Imali smo određeni nivo uspeha, ali unos leka u tumorsko tkivo i dalje ostaje ograničen. Kod miševa smo postigli mnogo odličnih rezultata, ali efekat i dalje ostaje donekle ograničen kod ljudi“, kaže on.
Kao i kod mnogih drugih tehnologija sa prefiksom „nano-„, potrebno je neko vreme da nanomedicina ispuni očekivanja koja je stvorila pre deceniju ili dve.
„U odnosu na obim ove oblasti istraživanja, vrlo malo je postignuto u smislu kliničkih tretmana. Ali stići ćemo do toga — u to sam uveren“, kaže Hak.
U međuvremenu, on i njegove kolege testiraju alternativni put do tumora za nanolekove. Umesto borbe protiv imunog sistema, novi pristup je da se udružite sa njim i igrate zajedno.
Veoma je teško sprečiti da imune ćelije konzumiraju nanočestice. Takve ćelije su specijalisti za traženje i uklanjanje stranih tela. Istovremeno, naše znanje o ulogama koje ove ćelije imaju značajno se poboljšalo, a razvijen je niz novih tretmana u oblasti onoga što nazivamo imunoterapijom.
„Pokušavamo da kombinujemo ova dva aspekta kao deo našeg istraživanja – i nismo jedini“, kaže Hak. „Postoji mnogo istraživača širom sveta koji su to shvatili i koji pokušavaju da iskoriste interakcije koje uključuju imune ćelije“, kaže on.
„Naša namera je da koristimo sopstvene odbrambene mehanizme tela da napadnemo kancerozne tumore. Ne ciljamo nužno ćelije raka direktno, ali želimo da učinimo uslove manje povoljnim za njihov rast i razvoj“, objašnjava Hak.
Usmeravanje lekova direktno na ćelije raka nije najvažnija stvar. Ključni cilj ovde je šta lekovi rade kada su u interakciji sa imunim ćelijama i imunološkim sistemom.
Da bi to postigli, istraživačima je potrebno više znanja o tome šta se zapravo dešava sa nanočesticama i molekulima leka koje nose. Jedna od tehnika koju koriste zove se intravitalna mikroskopija.
„Intravitalna mikroskopija uključuje snimanje filma i slika živih tumora kod miševa pod mikroskopom“, kaže Hak. „Ovo nam omogućava da pogledamo pojedinačne ćelije raka i ispitamo zidove krvnih sudova“, objašnjava on.
Nanočestice su premale da bi se identifikovale izolovano, ali, čineći ih samoosvetljenim, možemo pratiti njihovo kretanje.
„Suviše su mali da bi se videli pojedinačno, čak i pod mikroskopom, ali znamo gde se nalaze jer možemo da otkrijemo njihovu fluorescenciju“, kaže Hak.
„Možemo da vidimo kako se imune ćelije kreću i da su preuzele veliki broj fluorescentnih čestica“, kaže Hak. „Unutar tumora možemo videti ćelije koje su prilično nepokretne i koje su takođe preuzele čestice“, objašnjava on.
„Možemo da vidimo da su neke imune ćelije zapravo odgovorne, barem delimično, za uzimanje čestica u tumoru. Ovo nije moguće posmatrati korišćenjem drugih tehnika osim intravitalne mikroskopije“, kaže Hak.
Ovakvu vrstu informacija nije moguće dobiti pomoću tehnika MRI ili PET skeniranja.
„Intravitalna mikroskopija nam je pružila bolje mehaničko razumevanje kako se ove čestice akumuliraju u tumoru“, kaže Hak.
Istraživači su pokazali da je u stvari moguće uneti čestice u imune ćelije unutar tumora. Sledeći korak je identifikovanje tačnog leka i, ne manje važno, osiguranje da će imati terapeutski efekat. Prirodni odgovor imunih ćelija je da pokušaju da unište nanočestice, a one su više nego adekvatno opremljene da to postignu.
„Imunske ćelije pokušavaju da razbiju čestice“, kaže Hak. „Oni sadrže razne enzime i kiseline, kao i namenske prostore, ili odeljke, gde šalju materijal za uništenje“, kaže on.
Ove imune ćelije su ono što istraživači nazivaju fagocitima, od grčkog što znači „ćelije koje jedu.“ Hak i njegove kolege pokušavaju da manipulišu ovim fagocitima kako bi promenili svoje ponašanje.
„Radimo sa dva različita leka koje smo kapsulirali u nanočestice i sada pokušavamo da vidimo kakve efekte oni imaju na imune ćelije“, objašnjava Hak.
Oni ciljaju na fagocite jer mogu da ‘promene stranu’ i rade u korist tumora, a ne protiv njega.
„Znamo da ove ćelije igraju ključnu ulogu kada tumor raste i razvija se. Tumor uspeva da ih prevari da rade u njegovu korist“, kaže Hak.
„Ono što pokušavamo da uradimo je da manipulišemo ili isključimo funkcije ćelija koje rade za tumor“, kaže on.
U stvari, to znači da istraživači pokušavaju da povećaju unos nanočestica od strane imunoloških ćelija. Ovo je potpuno suprotno od onoga na čemu su medicinska istraživanja radila na postizanju dugi niz godina. Trenutno istražuju kako proces funkcioniše u izolovanim ljudskim imunim ćelijama i kod miševa sa rakom dojke.
„Prve terapijske eksperimente smo završili pre nekoliko nedelja i rezultati su veoma interesantni“, kaže Hak. „Ali, ima još mnogo posla da se uradi pre nego što budemo mogli da izvučemo bilo kakve zaključke. „Biće potrebno vreme da se tačno identifikuje kako se bavimo stvarima, kao i koje su koncentracije i vremena inkubacije najprikladniji“, objašnjava on.
„Postoji mnogo toga što moramo da saznamo pre nego što možemo da kažemo da ova tehnika funkcioniše“, kaže Hak. „Možda ćemo otkriti da uopšte ne funkcioniše korišćenjem dva leka koje smo izabrali. U tom slučaju, možda ćemo morati da počnemo ispočetka sa novim lekovima“, kaže on.
Ključno usko grlo u procesu, ne samo za ovaj projekat, već za čitavu oblast nanomedicine, jeste pokušaj da se ubede čestice koje nose lekove da napuste pregrade u koje su ih ćelije poslale na uništavanje.
„Izgleda kao da su molekuli koje koristimo u stanju da pobegnu“, kaže Hak. „Naši početni rezultati to potvrđuju, tako da verujem da ćemo uspeti, iako je još rano da se kaže sa sigurnošću“, kaže on.
Kao i kod svih drugih medicinskih istraživanja, potrebno je preduzeti mnogo malih koraka da bismo mogli da primenimo nove metode lečenja na pacijente. Sjoerd Hak vidi ovaj projekat kao deo mnogo šire slike.
„Naravno da bi bilo veoma uzbudljivo kada bismo identifikovali tretman koji je toliko dobro funkcionisao da je opravdao dalje istraživanje upravo istog nanoleka koji pravimo“, kaže on.
„Ali sa lične tačke gledišta, više sam zainteresovan da pokažem da možemo postići terapeutske efekte koristeći ovu tehniku. Na kraju krajeva, ona nudi mogućnosti za niz novih terapijskih pristupa“, kaže Hak.
