Nanorurki wspomagają chemioterapię

Podawanie leków standardowo stosowanych w chemioterapii może być znacznie skuteczniejsze, gdy zostaną one dostarczone w formie połączonej z nanorurkami węglowymi - twierdzą badacze z Uniwersytetu Stanforda.

Zdaniem głównego autora badań, magistranta Zhuanga Liu, zastosowanie nośnika zbudowanego z nanorurek pozwala na osiągnięcie niższego tempa uwalniania leku oraz na zwiększenie dawki docierającej do tkanki nowotworowej. Pozwala to na poprawę skuteczności oraz zwiększenie bezpieczeństwa terapii.

Przeprowadzony przez Liu eksperyment dotyczył paklitakselu - substancji stosowanej powszechnie głównie w leczeniu wielu nowotworów, m.in. raka piersi, jajnika oraz płuc. Cząsteczki leku zostały połączone z nanorurkami o specjalnej strukturze - pokryto je warstwą rozgałęzionych cząsteczek glikolu polietylenowego (PEG), związku używanego powszechnie m.in. w przemyśle kosmetycznym. Modyfikacja ta jest niezwykle istotna, gdyż zwiększa średnicę rurki i pomaga "ukryć" ją przed układem immunologicznym. Do tak przygotowanego nośnika przyłączono następnie molekuły paklitakselu.

Sekretem działania opracowanej na Uniwersytecie Stanforda technologii jest fakt, że naczynia krwionośne w obrębie guza są zbudowane nieprawidłowo. Ich ściany są porowate i nieszczelne, przez co dochodzi do wyciekania leku do otaczającej tkanki. Wielkość zsyntetyzowanych nanorurek została dobrana tak, by z łatwością opuszczały one naczynia wewnątrz nowotworu, lecz były zbyt duże, aby wyciekać ze zdrowych.

W celu celu oceny efektywności przygotowanych cząsteczek przetestowano je w tzw. modelu zwierzęcym. Wyhodowano w tym celu myszy, którym wszczepiono komórki nowotworowe, a następnie, gdy guzy rozwinęły się do pożądanych rozmiarów, podzielono zwierzęta na dwie grupy. W jednej z nich podawano paklitaksel według standardowego protokołu leczenia, w drugiej zaś zastosowano nanorurki z przyłączonymi cząsteczkami leku.

Eksperyment pokazał, że nowa technika pozwala na osiągnięcie aż dziesięciokrotnie wyższego stężenia chemoterapeutyku wewnątrz guza w porównaniu do tradycyjnej terapii. Miało to wyraźne przełożenie na rozwój choroby u myszy - po zakończeniu leczenia guzy u myszy leczonych z zastosowaniem nanorurek nasyconych PEG i paklitakselem były aż o połowę mniejsze w porównaniu do grupy kontrolnej.

Wcześniejsze badania wykazały, że pokrywanie węglowych nanorurek glikolem polietylenowym pozwala na utrzymanie ich w krwiobiegu przez znacznie dłuższy czas, dzięki czemu nie są one tak intensywnie wychwytywane przez "przypadkowe" komórki. Wiedza zdobyta dzięki obu eksperymentom pokazuje, że paklitaksel związany z nośnikiem wchłaniany jest wolniej w porównaniu do postaci wolnej, lecz jego dystrybucja do guza jest bardziej precyzyjna. Mówiąc najprościej, oznacza to, że lek działa znacznie silniej wewnątrz guza (czyli tam, gdzie powinien), za to oddziałuje znacznie łagodniej na zdrowe tkanki, zmniejszając intensywność objawów ubocznych.

Zdaniem biorącego udział w badaniach prof. Hongjie Daia, identyczna metoda może zostać zastosowana w celu dostarczania wielu innych leków, które powinny trafiać tylko do określonych grup komórek. Tłumaczy jednak, że technika ma ogromny, wciąż niewykorzystany potencjał: to, co robimy teraz, to "pasywne celowanie", wykorzystujące nieszczelne naczynia krwionośne guza. Bardziej aktywna forma celowania mogłaby polegać na przyłączeniu do nanorurki peptydu [fragmentu łańcucha białkowego - przyp. red.] lub przeciwciała, które wiązałoby specyficznie tylko komórki nowotworowe. Powinno to jeszcze bardziej zwiększyć efektywność leczenia.

Prof. Dai nie poprzestał na słowach - jego zespół już teraz pracuje nad realizacją tego pomysłu. Naukowiec jest pełen optymizmu: mamy nadzieję, że będziemy w stanie wprowadzić tę technikę do praktycznego zastosowania w warunkach klinicznych. Uczyniliśmy krok naprzód, lecz potrzeba będzie jeszcze trochę czasu, by udowodnić jej skuteczność i bezpieczeństwo.

chemioterapia nanorurki paklitaksel taksany glikol polietylenowy