Naukowcy z Oregon State University opracowali innowacyjną metodę walki z glejakiem wielopostaciowym, najbardziej agresywną formą nowotworu mózgu. Obecnie rokowania dla pacjentów z tą diagnozą są bardzo poważne – mniej niż 30 procent chorych przeżywa dwa lata od wykrycia choroby. Nowa terapia eksperymentalna, oparta na nanotechnologii, znacząco zwiększa szanse na skuteczne leczenie, pokonując dwie główne bariery, które dotychczas ograniczały skuteczność medycyny w tym obszarze.
Przełamanie bariery krew-mózg
Głównym wyzwaniem w leczeniu nowotworów mózgu jest bariera krew-mózg – wysoce selektywna sieć komórek, która chroni ośrodkowy układ nerwowy przed substancjami krążącymi w krwi. Zespół badawczy pod kierownictwem Oleha Taratuli, Oleny Taratuli oraz Yoona Tae Goo stworzył nanocząstki lipidowe, które potrafią skutecznie przenikać przez tę barierę dzięki specjalnej „cukrowej” powłoce.
Naukowcy wykorzystali mannozę, cukier blisko spokrewniony z glukozą, która jest głównym źródłem energii dla organizmu. Komórki wyściełające naczynia krwionośne w mózgu posiadają transporter GLUT1, odpowiedzialny za transport glukozy. Ponieważ GLUT1 rozpoznaje również mannozę, nanocząstki mogą wykorzystać ten sam szlak, aby przedostać się do wnętrza mózgu.
Krew zawiera stosunkowo wysokie stężenia glukozy i to właśnie z nią nanocząstki muszą konkurować o uwagę transportera GLUT1. Aby nanocząstki mogły wygrać tę rywalizację, potrzebują gęsto pokrytej cukrem powierzchni. Naszą kluczową innowacją było chemiczne połączenie mannozy z cholesterolem, co pozwoliło sześciokrotnie zwiększyć pokrycie powierzchni nanocząstek.
Precyzyjne uderzenie w nowotwór
Po przekroczeniu bariery krew-mózg, nanocząstki wykazują zdolność do gromadzenia się głównie w tkance nowotworowej. Wynika to z faktu, że komórki glejaka są metabolicznie przeprogramowane i wykazują trzykrotnie wyższy poziom ekspresji transportera GLUT1 niż zdrowe tkanki mózgu. Dzięki temu nanocząstki trafiają bezpośrednio do celu, minimalizując ryzyko uszkodzenia zdrowych organów.
Wewnątrz nanocząstek zamknięto mRNA, które instruuje komórki do produkcji białka PTEN. Jest to kluczowy supresor nowotworów, który w komórkach glejaka często występuje w formie nieaktywnej lub jest całkowicie nieobecny. Przywrócenie ekspresji tego białka pozwala organizmowi na ponowne przejęcie kontroli nad niekontrolowanym wzrostem guza. Aby zabezpieczyć mRNA przed przedwczesnym rozpadem, badacze zastosowali dodatni ładunek pochodnej cholesterolu, co zapewnia stabilność materiału genetycznego wewnątrz nośnika.
Obiecujące wyniki badań
Testy przeprowadzone na modelu mysim przyniosły bardzo obiecujące rezultaty. Terapia doprowadziła do zmniejszenia guzów bez wykrywalnej toksyczności dla innych narządów, a mediana przeżycia zwierząt wzrosła o 50 procent. Wyniki te, opublikowane w czasopiśmie Journal of Controlled Release, stanowią ważny krok w kierunku opracowania skuteczniejszych metod leczenia glejaka u ludzi.
Glejak dotyka około 3,19 na 100 000 osób w Stanach Zjednoczonych, częściej występując u mężczyzn. Średni wiek w momencie diagnozy wynosi 64 lata, a ponad 95 procent pacjentów umiera w ciągu pięciu lat od wykrycia choroby. Nowa metoda, łącząca precyzyjne dostarczanie leków z terapią genową, daje nadzieję na zmianę tych statystyk w przyszłości.
