Naukowcy z Rosji stworzyli „granaty” zabijające raka

Biolodzy i chemicy z Rosji i Finlandii opracowali nowy typ nanocząsteczek, które można zapełniać chemioterapią i wykorzystywać do dostarczania toksycznych substancji do wewnątrz guzów rakowych, głosi artykuł opublikowany w „Journal of Controlled Release”.

„Do kultury komórek wprowadzono nanocząsteczki z preparatem przeciwnowotworowym, po czym poddawaliśmy nanocząsteczki albo elektromagnetycznemu, albo podczerwonemu promieniowaniu. W tych warunkach temperatura próbek podwyższała się, a pokrycie polimeryczne kurczyło się, wypuszczając poprzez pory substancję aktywną” – opowiedział Andriej Kudriawcew z Instytutu Teoretycznej i Eksperymentalnej Biologii Rosyjskiej Akademii Nauk w Puszczyno. 

W ostatnich latach naukowcy stworzyli kilka zasadniczo nowych metod leczenia raka, opierających się na różnego rodzaju organicznych lub nieorganicznych nanocząsteczkach. W niektórych przypadkach nanocząsteczki same służą jako środek usunięcia guza, będąc swego rodzaju „celem”, na który naprowadza się komórki odpornościowe albo promienie lasera, nagrzewające cząsteczki i spalające komórki. 

W innych przypadkach, jak opowiada Kudriawcew i jego koledzy, nanocząsteczki występują tylko jako środek dostarczenia niebezpiecznych molekuł do guza, co ogranicza ich działanie i pozwala obniżyć dozę konieczną do zniszczenia komórek rakowych. Jako takie nanocząsteczki mogą występować zarówno różne struktury organiczne, imitujące komórki, jak i nieorganiczne związki, niewidoczne dla układu odpornościowego. 

Kudriawcew i jego zespół połączyli plusy obu podejść, tworząc porowate nanocząsteczki z krzemienia. Można je wypełnić dowolną substancją i izolować od świata zewnętrznego, dzięki czemu molekuły chemioterapii nie będą zabijać zdrowych komórek i organów. 

Tego typu nanocząsteczki, jak wyjaśniają naukowcy, działają dzięki pewnej interesującej zdolności guzów – magazynowania w sobie „śmieci”, które zawarte są w organizmie. Poza tym, temperatura wewnątrz guzów zwykle bywa o wiele wyższa niż normalna, co pozwala je łatwo lokalizować. 

Kierując się tymi właściwościami, rosyjscy badacze i ich fińscy koledzy stworzyli nanocząsteczki, zachowujące stabilność tylko w określonych temperaturach. W tym celu pokryli nanocząsteczki szczególnym wrażliwym na ciepło polimerem, który rozszerzał się przy temperaturze powyżej 37 stopni Celsjusza i rozciągał nanocząsteczkę uwalniając jej zawartość. 

Dzięki temu pokryciu zawartość nanocząsteczek pozostawała zapakowana w nich do momentu, dopóki nie przeniknęły one do guza, a naukowcy nie „podświetlali” ich przy pomocy laseru ani promieniowania. Jak pokazały doświadczenia na myszach, w których ciała implantowano kultury komórek raka płuc, tego typu nanocząsteczki rzeczywiście efektywnie niszczą komórki rakowe oraz minimalnie wpływają na otaczające je zdrowe tkanki. 

W tej chwili naukowcy pracują nad optymizacją tej metody leczenia raka, wybierając optymalne rozmiary cząsteczek, ich koncentrację oraz inne parametry, które uczynią leczenie maksymalnie bezpiecznym i efektywnym dla człowieka. Plusem jest to, że te nanocząsteczki rozkładają się w organizmie i nie stwarzają dla niego zagrożenia, w odróżnieniu od metalowych nanocząsteczek, również wykorzystywanych do walki z rakiem.