Naukowcy z Weill Cornell Medicine oraz Cornell Duffield College of Engineering opracowali innowacyjną metodę walki z agresywnym rakiem prostaty, wykorzystującą mikroskopijne nanocząsteczki krzemionki. W badaniach przedklinicznych na modelach mysich ta nowatorska technologia nie tylko bezpośrednio niszczyła komórki nowotworowe, ale również aktywowała układ odpornościowy organizmu do skuteczniejszej walki z chorobą. Wyniki te dają nadzieję na stworzenie nowej klasy terapii, która w przyszłości mogłaby trafić do badań klinicznych z udziałem ludzi.
Kluczowym elementem terapii są tzw. kropki Cornell Prime (C’ dots), czyli ultraszybkie, fluorescencyjne nanocząsteczki krzemionkowe. Choć pierwotnie zaprojektowano je do celów obrazowania medycznego, naukowcy odkryli, że posiadają one unikalną zdolność do selektywnego uszkadzania komórek nowotworowych przy jednoczesnym oszczędzaniu zdrowych tkanek. Cząsteczki te są wykonane z krzemionki amorficznej – substancji naturalnie występującej w żywności oraz w skamielinach organizmów mikroskopijnych. Aby zapewnić precyzyjne uderzenie w cel, badacze wyposażyli je w cząsteczki rozpoznające białko PSMA, które występuje na powierzchni komórek raka prostaty.
Mechanizm działania nanocząsteczek jest wielotorowy. Po pierwsze, wywołują one proces zwany ferroptozą – specyficzną formę śmierci komórkowej napędzaną przez gwałtowne utlenianie wewnątrz komórki. Badania sugerują, że nanocząsteczki transportują do wnętrza guza dodatnio naładowane jony żelaza z krwiobiegu, co inicjuje niszczycielskie procesy oksydacyjne prowadzące do rozpadu błon komórkowych nowotworu. Po drugie, obecność cząsteczek zmienia środowisko guza z tzw. „zimnego” (odpornego na działanie układu immunologicznego) na „gorące” (aktywne immunologicznie). Dzięki temu komórki odpornościowe, takie jak limfocyty T czy makrofagi, zaczynają skuteczniej rozpoznawać i atakować nowotwór.
Najbardziej spektakularne efekty uzyskano, łącząc nanocząsteczki z istniejącymi metodami immunoterapii. W testach na myszach z agresywną postacią raka prostaty, sama terapia nanocząsteczkami lub sama immunoterapia przynosiły jedynie umiarkowaną poprawę. Jednak ich połączenie doprowadziło do całkowitej lub niemal całkowitej remisji nowotworu u czterech na dziesięć osobników. Dodanie trzeciego elementu – blokady CSF-1R, która celuje w makrofagi związane z guzem – pozwoliło zwiększyć odsetek pełnych remisji do pięciu na dziesięć przypadków.
Naukowcy podkreślają, że tak wszechstronne działanie – jednoczesne niszczenie komórek rakowych i przebudowa środowiska immunologicznego – stanowi nowy paradygmat w onkologii. Co istotne, mimo że cząsteczki krzemionki gromadziły się przejściowo w niektórych narządach, takich jak śledziona, nie zaobserwowano żadnych objawów toksyczności poza obszarem guza. Zespół badawczy kontynuuje prace nad zrozumieniem pełnego potencjału tej technologii, dążąc do opracowania bezpiecznej i skutecznej terapii, która mogłaby w przyszłości pomóc pacjentom, dla których dotychczasowe metody leczenia okazały się niewystarczające.
