Suche
Mein Konto
Napredna vrsta nanočestica mogla bi pomoći u borbi protiv karcinoma koji se teško liječe
Nanočestice, ili sićušne molekule koje mogu dostaviti teret lijekova i drugih agenasa, obećavaju liječenje raka. Znanstvenici ih mogu izgraditi u različitim oblicima od različitih materijala, često kao porozne, kristalne strukture napravljene od rešetke metala i organskih spojeva, ili kao kapsule koje zatvaraju svoj sadržaj u školjku. Kada se te čestice ubrizgaju u tumor, mogu isporučiti tretmane koji izravno napadaju stanice raka ili nadopunjuju druge tretmane kao što su imunoterapija i zračenje. U zajedničkom naporu stručnjaka za rak i kemičara, istraživači sa Sveučilišta u Chicagu formulirali su naprednu vrstu nanočestica...
Napredna vrsta nanočestica mogla bi pomoći u borbi protiv karcinoma koji se teško liječe
Nanočestice, ili sićušne molekule koje mogu dostaviti teret lijekova i drugih agenasa, obećavaju liječenje raka. Znanstvenici ih mogu izgraditi u različitim oblicima od različitih materijala, često kao porozne, kristalne strukture napravljene od rešetke metala i organskih spojeva, ili kao kapsule koje zatvaraju svoj sadržaj u školjku. Kada se te čestice ubrizgaju u tumor, mogu isporučiti tretmane koji izravno napadaju stanice raka ili nadopunjuju druge tretmane kao što su imunoterapija i zračenje.
U zajedničkom naporu stručnjaka za rak i kemičara, istraživači sa Sveučilišta u Chicagu formulirali su naprednu vrstu nanočestica koje nose spoj izveden iz bakterija koji cilja na snažan signalni put imunološkog sustava koji se zove STING. Čestice ometaju strukturu krvnih žila tumora i potiču imunološki odgovor. Ovaj pristup također pomaže u prevladavanju otpornosti na liječenje imunoterapijom kod određenih tumora gušterače i također poboljšava odgovor na terapiju zračenjem kod glioma.
Ovo je bila neobična suradnja između medicine i anorganske kemije u rješavanju ove nezadovoljene potrebe za liječenjem tumora koji se ne mogu liječiti konvencionalnom terapijom. Uspjeli smo osigurati imunostimulans koji i sam ima antitumorsko djelovanje i omogućio zračenje i imunoterapiju da izliječi ove tumore.”
Ralph Weichselbaum, MD, Daniel K. Ludwig, istaknuti profesor i katedra za radijaciju i staničnu onkologiju na UChicagu
Studija, “Cink ciklo di-AMP nanočestice ciljaju i suzbijaju tumore preko endotelne STING aktivacije i oživljavanja makrofaga povezanih s tumorom,” objavljena je 26. listopada 2022. u časopisu Nature Nanotechnology.
Hladni, topli i topliji tumori
Kao što je uvijek slučaj s rakom, neki tumori pokazuju se otpornima čak i na najmodernije tretmane. Imunoterapija oslobađa tjelesni imunološki sustav kako bi pronašao i uništio stanice raka, ali tumori moraju biti "vrući" ili upaljeni da bi ti tretmani bili učinkoviti. Takozvani "hladni" tumori, koji nisu upaljeni, mogu se sakriti od imunološkog sustava, ali nastavljaju rasti i stvarati metastaze.
U dvije studije objavljene 2014. Weichselbaum i drugi istraživači s UChicaga pokazali su da miševi kojima nedostaje proteinski put zvan STING nisu razvili učinkovit imunološki odgovor na rak u kombinaciji s imunoterapijom ili liječenjem visokim dozama zračenja. STING, skraćeno od Stimulator of Interferon Genes Complex, ključni je dio procesa na koji se imunološki sustav oslanja kako bi otkrio prijetnje – kao što su infekcije ili stanice raka – karakterizirane prisutnošću DNK koja je oštećena ili na krivom mjestu, unutar stanice, ali izvan jezgre.
Od tada je STING postao primamljiva meta za tretmane za zagrijavanje hladnih tumora i zagrijavanje već vrućih tumora. Međutim, to je bilo izazovno jer su lijekovi koji stimuliraju STING put obično vrlo mali i topljivi u vodi. Kada se ubrizgaju intravenozno, brzo se izlučuju bubrežnom filtracijom i u visokim dozama mogu uzrokovati toksičnost za normalna tkiva.
Wenbin Lin, dr. sc., James Franck, profesor kemije na UChicagu, specijalizirao se za izgradnju nanostruktura koje mogu isporučiti različite spojeve tumorima. Nanočestice imaju tendenciju biti zarobljene u tumorima zbog svojih zapetljanih krvožilnih i limfnih sustava, što im omogućuje da isporuče više svojih tereta točno tamo gdje su potrebne. Lin je razvio novu vrstu čestica nazvanih nanoscale koordinacijski polimeri (NCP) koji imaju netoksičnu jezgru od cink fosfata okruženu lipidnim slojevima. Ovi NCP imaju prednost što se mogu konstruirati za kontrolirano otpuštanje, čime se dodatno povećava taloženje lijeka u tumorima.
Lin, koji je školovan za anorganskog kemičara, kaže da ga njegovo iskustvo u razvoju čestica s različitim svojstvima stavlja u jedinstvenu situaciju kada radi na medicinskim tretmanima. "To je jedinstvena tehnologija koja je dobro prilagođena isporuci mnogih lijekova. Već znamo kako modificirati površinu tako da mogu cirkulirati u krvi i da ih makrofagi ne progutaju", rekao je.
Svestrana tehnologija
U novoj studiji Weichselbaum i Linovi timovi napunili su NCP-ove nukleotidom koji se zove ciklički dimerni adenozin monofosfat (CDA). CDA je dio DNK koji bakterije proizvode kada napadnu domaćina; njegova iznenadna pojava – bilo kroz infekciju ili kroz nanočesticu – pokreće STING put i urođeni imunološki odgovor domaćina u borbi protiv raka.
Ovaj pojačani imunološki odgovor napao je tumore na različite načine, potiskujući rast tumora i sprječavajući metastaze kod nekoliko vrsta raka. Uništio je endotelne stanice u krvnim žilama tumora i dodatno povećao taloženje CDA u tumorima. Iznenađujuće, također je poboljšao sposobnost makrofaga povezanih s tumorom koji su se infiltrirali u tumore da prezentiraju antigene koji ih označavaju za napad antitumorskih T stanica.
Osim toga, ovaj je pristup učinio neupaljene, hladne tumore gušterače osjetljivijima na liječenje imunoterapijom. Također je bio učinkovit protiv glioma tako što je učinkovito prošao krvno-moždanu barijeru kako bi preokrenuo otpornost na imunoterapiju i pojačao učinke tretmana zračenjem.
"To je briljantan dio ovih nanoformulacija. Uspjeli smo inkapsulirati agonist STING-a koji je izuzetno moćan i potiče i urođeni i adaptivni imunitet", rekao je Weichselbaum.
Lin, koji je osnovao start-up tvrtku pod nazivom Coordination Pharmaceuticals za razvoj NCP-a, uzbuđen je zbog njihovog potencijala za daljnju kliničku primjenu.
"Ovo ima ogroman potencijal jer nismo ograničeni na jedan spoj. Možemo formulirati druge nukleotide i koristiti druge lijekove u istom NCP-u", rekao je. "Tehnologija je svestrana, a mi tražimo načine za optimizaciju formulacija kako bismo uključili više NCP kandidata u klinička ispitivanja. Mali startupi mogu unaprijediti kliničke kandidate u mnogo kraćem vremenu nego velike farmaceutske tvrtke."
Izvor:
Referenca:
Yang, K. i sur. (2022) Cink-cikličke di-AMP nanočestice ciljaju i suzbijaju tumore kroz endotelnu STING aktivaciju i reanimaciju makrofaga povezanih s tumorom. Nanotehnologija prirode. doi.org/10.1038/s41565-022-01225-x.
.