Chemioterapia to jedna z najczęściej stosowanych obecnie metod leczenia nowotworów. Skuteczna, ale nie pozbawiona kosztów dla organizmu, który ją przyjmuje. Działa bowiem zarówno na chore jak i na zdrowe komórki. Wypadanie włosów, nudności – to te najłagodniejsze jej skutki. Bywa, że dochodzi do uszkodzenia serca, nerek czy wątroby.
Nanokapsułki
Zespół polskich naukowców – dr hab. Marzena Szwed i prof. Agnieszka Marczak z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego oraz prof. Krzysztof Szczepanowicz z Instytutu Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN w Krakowie – opracował rozwiązanie, które może ograniczyć te problemy. Naukowcy stworzyli innowacyjne nanokapsułki, zdolne do dostarczania leku bezpośrednio do komórek nowotworowych, oszczędzając zdrowe tkanki.
Pomysł opiera się na koncepcji tzw. magicznego pocisku (magic bullet). Brzmi nieco dziwnie, ale doprecyzowując chodzi o lek trafiający wyłącznie w chore komórki.
– Leki takie jak paklitaksel (jeden z najbardziej toksycznych, ale i skutecznych chemioterapeutyków) mają tę wadę, że są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie, a przecież ludzkie ciało składa się w 70% właśnie z wody. Dzięki mikrokapsułkom staje się możliwe ich „przemycenie” tam, gdzie są potrzebne – do wnętrza komórek nowotworowych. – tłumaczy dr hab. Marzena Szwed.
Tak wyglądają komórki raka piersi u człowieka, którym nie podano leku za pomocą kapsułek:
Natomiast tak – te do których dostarczono badane kapsułki po 48 godzinach od dodania do hodowli in vitro badanych kapsułek, syntetyzowanych na bazie SDS i wypełnionych lekiem przeciwnowotworowym – paklitakselem o stężeniu 10 nM. Zanotowano wyraźny spadek liczby komórek i ograniczenie tempa ich podziału. Ponadto były one wybarwione znacznikiem fluorescencyjnym CyQuant.*
Zasada działania kapsułek
Ich osłonka powstaje z cząsteczek surfaktanta SDS, które w odpowiednich warunkach tworzą kulki – micelle. W ich wnętrzu można umieścić lek nierozpuszczalny w wodzie takie jak choćby wspomniany paklitaksel. Całość pokrywa dodatkowa warstwa kwasu poli-L-glutaminowego, dzięki czemu kapsułki dłużej pozostają „niewidzialne” dla układu odpornościowego i skuteczniej docierają do celu. Te cząsteczki składają się z 2 części hydrofilowej główki – lubiącej wodę oraz hydrofobowego ogona – części unikającej wody. Dzięki temu mogą dłużej krążyć w organizmie i skuteczniej trafiać do celu.
– Guz nowotworowy nie jest uporządkowaną strukturą biologiczną. Jest chaotyczny, z dużymi, nieregularnymi przestrzeniami międzykomórkowymi. Kapsułki, dzięki swojej wielkości i ładunkowi, mają większe szanse utkwić właśnie w tym nieuporządkowanym środowisku guza i tam powoli uwalniać lek – wyjaśnia dr hab. Szwed.
Obiecujące wyniki
Pierwsze badania in vitro wykazały, że podanie kapsułek wypełnionych paklitakselem powoduje spadek liczby komórek raka piersi (MCF-7). Ograniczeniu ulega także tempo ich podziału (zdjęcia powyżej).
Same kapsułki nie są typowymi kapsułkami są bowiem niewidoczne gołym okiem. Występują w postaci przezroczystego płynu, w którym unoszą się jak mikroskopijne kulki, otaczające i chroniące lek.
Kiedy dotrą do chorych?
Na razie rozwiązanie pozostaje na etapie badań podstawowych. Testy prowadzone były w laboratorium na komórkach hodowanych poza organizmem człowieka. Dzięki finansowaniu Narodowego Centrum Nauki w ramach programu MINIATURA 4. Kolejnym etapem są badania w układzie 3D, testy in vivo na zwierzętach. A w przyszłości – być może badania kliniczne na ludziach.
– Droga od wynalazku do leku w aptece to co najmniej 12 lat pracy, ale już dziś wyniki są bardzo obiecujące. – zauważa dr Szwed.
Choć wciąż niewidzialne i pozostające w probówkach, nanokapsułki dają realną nadzieję na bardziej celowaną i bezpieczną chemioterapię przyszłości.
* Zdjęcia wykonano podczas obserwacji mikroskopowych. Mikroskop fluorescencyjny Olympus IX70, będący na wyposażeniu Katedry Biofizyki Medycznej UŁ. Powiększenie 10 x 10.
Źródło: Uniwersytet Łódzki
Na podst. materiału: dr hab. Marzena Szwed, Katedra Biofizyki Medycznej, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska UŁ
Zdj.: Tamże
Dodaj komentarz