Podwójnie zabija raka od środka. Nowa terapia nowotworowa MIT

Osoby cierpiące z powodu zaawansowanej choroby nowotworowej często przechodzą wiele cykli różnych terapii, co może niestety prowadzić do niepożądanych skutków ubocznych, a czasem także braku skuteczności leczenia. Aby zwiększyć możliwości terapeutyczne dla pacjentów, badacze z MIT stworzyli miniaturowe cząsteczki, które można umieścić bezpośrednio w zmianie nowotworowej, gdzie prowadzą jednocześnie fototerapię i chemioterapię.

Jak zapewniają autorzy badania, metoda ta może ograniczyć skutki uboczne, które zazwyczaj wiążą się z dożylnie podawaną chemioterapią, a połączony efekt obu terapii może potencjalnie przedłużyć życie pacjenta bardziej niż podanie tych terapii osobno. W badaniach na myszach wykazano, że metoda skutecznie niszczy guzy u większości zwierząt i znacznie wydłuża ich czas przeżycia.

Pacjenci z zaawansowaną chorobą nowotworową zazwyczaj otrzymują mieszankę terapii, takich jak chemioterapia, interwencje chirurgiczne i radioterapia. Fototerapia to innowacyjna metoda polegająca na uczuleniu na światło zmienionych chorobowo komórek, dzięki czemu mogą zostać zniszczone poprzez ich naświetlanie. Jak to działa? W chorobowej tkance umieszcza się fotouczulacz, a następnie aktywuje go przez światło o odpowiedniej długości fali - fotouczulacze mogą być dostarczane do organizmu poprzez iniekcję lub zastosowanie bezpośrednio na skórę. 

Obecne w badaniach klinicznych wykorzystuje się nanocząstki złota, które emitują ciepło po wystawieniu na światło bliskiej podczerwieni, co pozwala eliminować komórki nowotworowe przy jednoczesnym zachowaniu otaczających tkanek. Zespół MIT dążył do stworzenia metody jednoczesnego podawania fototerapii i chemioterapii, wierząc, że takie podejście mogłoby uprościć leczenie pacjentów i potencjalnie wzmocnić efekty obu terapii.

Jako czynnik fototerapeutyczny naukowcy zdecydowali się zastosować substancję nieorganiczną, zwaną siarczkiem molibdenu. Efektywnie przekształca ona światło lasera w ciepło, co umożliwia stosowanie laserów o niskiej mocy. Aby stworzyć mikrocząstkę zdolną do dostarczania obu terapii, badacze połączyli nanoskopowe płytki disiarczku molibdenu z hydrofobowymi lekami, doksorubicyną lub wiolaceiną.

Siarczek molibdenu połączyli z chemioterapeutykiem i polimerem poli(ε-kaprolaktonem), a następnie osuszyli do postaci filmu, który można formować w mikrocząstki o różnych kształtach i rozmiarach. W ramach tego badania naukowcy stworzyli sześcienne cząsteczki o szerokości 200 mikrometrów, które wstrzykiwali w guzy. Podczas każdego cyklu leczenia laser bliskiej podczerwieni może przenikać na głębokość od kilku milimetrów do kilku centymetrów, wywierając lokalny efekt na tkankę. 

Aby zoptymalizować protokół leczenia, naukowcy wykorzystali algorytmy uczenia maszynowego do określenia mocy lasera, czasu naświetlania i stężenia czynnika fototerapeutycznego, co pozwoliło osiągnąć najlepsze wyniki. Efektem jest cykl leczenia laserowego trwający około trzech minut, w czasie którego cząsteczki nagrzewają się do około 50 stopni Celsjusza, co wystarcza, aby zabić komórki nowotworowe. Ponadto w tej temperaturze matryca polimerowa wewnątrz cząstek zaczyna się topić, uwalniając część leku chemioterapeutycznego zawartego w matrycy.

Badacze przetestowali terapię z wykorzystaniem mikrocząstek na myszach z agresywnym typem komórek raka z guzów potrójnie ujemnych piersi. Po utworzeniu się guzów badacze wprowadzili około 25 mikrocząstek na każdy guz, a następnie przeprowadzili trzykrotnie leczenie laserowe, z przerwami trwającymi trzy dni między kolejnymi zabiegami.

U myszy, które otrzymały to leczenie, guzy zostały całkowicie zlikwidowane, a ich czas życia był znacznie dłuższy niż u tych, którym podano tylko chemioterapię lub fototerapię osobno, albo które nie otrzymały żadnego leczenia. 

Myszy, które przeszły przez wszystkie trzy cykle leczenia, również radziły sobie znacznie lepiej niż te, które otrzymały tylko jeden zabieg laserowy. Naukowcy mają teraz nadzieję przetestować cząstki na większych modelach zwierzęcych, a ostatecznie ocenić je w badaniach klinicznych na ludziach. Oczekują, że terapia ta może być przydatna w przypadku każdego litego guza nowotworowego, w tym guzów przerzutowych.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!