123RF
Nowa obiecująca terapia nowotworu mózgu oparta na nanocząstkach
Redaktor: Monika Stelmach
Data: 16.11.2021
Źródło: Komisja Europejska/CORDIS
| Tagi: | TargetGBM, glejak wielopostaciowy, mózg, nowotwór, nano, chemioterapia, bariera krew-mózg, guz, genetyczny, komórki |
Obecnie dostępne terapie glejaka wielopostaciowego – najczęściej występującej i najbardziej śmiertelnej postaci nowotworu mózgu – są nieskuteczne. Naukowcy opracowali nanoterapię, która pokonuje barierę krew-mózg i selektywnie atakuje komórki nowotworowe in vitro.
Pacjenci z nieuleczalnym glejakiem wielopostaciowym umierają w wyniku nawrotów guzów powstałych z komórek, które przetrwały pierwszy cykl leczenia. Obecnie stosowaną terapią jest chirurgiczne usunięcie guza, a następnie zastosowanie radioterapii i podanie temozolomidu.
Glejak jednak głęboko nacieka zdrowe tkanki mózgu, co utrudnia jego całkowite wycięcie. Ponadto bariera krew-mózg uniemożliwia lekom dotarcie do pozostałych komórek, z których formują nowe guzy.
Zespół finansowanego przez UE projektu TargetGBM opracował nanocząstki pokryte specjalną powłoką zapobiegającą ich przenikaniu do innych komórek i cząsteczkami, które selektywnie namierzają komórki nowotworowe. Co istotne, nanocząstki te mogą przedostawać się do komórek w barierze krew-mózg, a więc potencjalnie są w stanie ją również przekroczyć.
– Jeśli badanie na modelu mysim potwierdzi nasze ustalenia, terapia ta może być znaczącym krokiem w kierunku skutecznego leczenia chorób mózgu, w tym nowotworów – mówi Salvador Borrós, koordynator projektu z firmy IQS będącej gospodarzem projektu.
Nanoterapia celowana
Chemioterapia nie dociera do wszystkich komórek nowotworowych pozostałych po operacji, a ponadto często wiąże się z powikłaniami. Z kolei terapia dożylna byłaby w tym przypadku skuteczna, gdyby przekroczyła barierę krew-mózg.
Ukierunkowane niewirusowe systemy dostarczania leków mogą przenikać przez bariery biologiczne, jednocześnie nie wywołując poważnych skutków ubocznych, ponieważ atakują tylko chore komórki.
Zespół projektu TargetGBM opracował nanosystem umożliwiający selektywne podawanie leku w formie materiału genetycznego. Jednak właściwość, która umożliwia pakowanie nanocząstek do materiału genetycznego (dodatni ładunek polimeru) pozwala im także na przenikanie do wszystkich komórek. By temu zapobiec, zespół musiał opracować specjalną powłokę.
Następnym krokiem było stworzenie nowych cząsteczek nakierowujących nanocząstki wyłącznie na komórki guza. Gotowe cząsteczki, składające się z peptydów i przeciwciał, były potem przytwierdzane do powierzchni nanocząstki.
Obiecujące wyniki badań
– Zaobserwowaliśmy bardzo skuteczne selektywne przenikanie do komórek docelowych i zmniejszoną penetrację pozostałych komórek dzięki cząsteczkom nakierowującym. Nanocząstki mogą także przedostać się do bariery krew-mózg, a być może w przyszłości będą w stanie ją przekroczyć – dodaje Benjamí Oller-Salvia, były pracownik naukowy i główny badacz pracujący przy projekcie.
Wyniki projektu TargetGBM wpisują się w priorytety Komisji Europejskiej, która uznała walkę z rakiem za jedno z głównych wyzwań społecznych w dziedzinie zdrowia. Pomóc w realizacji może przede wszystkim biotechnologia, między innymi terapia genowa i nanotechnologia.
– Chociaż uzyskane przez nas wyniki są obiecujące, wciąż jesteśmy daleko od ich zastosowania w praktyce. Obecnie pracujemy nad optymalizacją nanoformulacji pod kątem zwalczania komórek macierzystych nowotworu, które są najbardziej oporne na dotychczas stosowane metody leczenia i odpowiadają za nawroty choroby. Jeśli badania na myszach dostarczą satysfakcjonujących wyników, zaczniemy ubiegać się o finansowanie badań przedklinicznych – wyjaśnia Oller-Salvia.
Modułowy system nanobiotechnologiczny lub jego elementy mogą znaleźć zastosowanie w leczeniu nie tylko glejaka wielopostaciowego, ale także innych rodzajów nowotworów, a nawet innych chorób.
Dzięki pracom zrealizowanym w ramach wspieranego przez program działań „Maria Skłodowska-Curie” projektu TargetGBM firma IQS uzyskała finansowanie dla nowego programu badawczego w zakresie nano- i bioterapeutyków kierowanych białkiem, którego koordynatorem będzie Oller-Salvia.
Glejak jednak głęboko nacieka zdrowe tkanki mózgu, co utrudnia jego całkowite wycięcie. Ponadto bariera krew-mózg uniemożliwia lekom dotarcie do pozostałych komórek, z których formują nowe guzy.
Zespół finansowanego przez UE projektu TargetGBM opracował nanocząstki pokryte specjalną powłoką zapobiegającą ich przenikaniu do innych komórek i cząsteczkami, które selektywnie namierzają komórki nowotworowe. Co istotne, nanocząstki te mogą przedostawać się do komórek w barierze krew-mózg, a więc potencjalnie są w stanie ją również przekroczyć.
– Jeśli badanie na modelu mysim potwierdzi nasze ustalenia, terapia ta może być znaczącym krokiem w kierunku skutecznego leczenia chorób mózgu, w tym nowotworów – mówi Salvador Borrós, koordynator projektu z firmy IQS będącej gospodarzem projektu.
Nanoterapia celowana
Chemioterapia nie dociera do wszystkich komórek nowotworowych pozostałych po operacji, a ponadto często wiąże się z powikłaniami. Z kolei terapia dożylna byłaby w tym przypadku skuteczna, gdyby przekroczyła barierę krew-mózg.
Ukierunkowane niewirusowe systemy dostarczania leków mogą przenikać przez bariery biologiczne, jednocześnie nie wywołując poważnych skutków ubocznych, ponieważ atakują tylko chore komórki.
Zespół projektu TargetGBM opracował nanosystem umożliwiający selektywne podawanie leku w formie materiału genetycznego. Jednak właściwość, która umożliwia pakowanie nanocząstek do materiału genetycznego (dodatni ładunek polimeru) pozwala im także na przenikanie do wszystkich komórek. By temu zapobiec, zespół musiał opracować specjalną powłokę.
Następnym krokiem było stworzenie nowych cząsteczek nakierowujących nanocząstki wyłącznie na komórki guza. Gotowe cząsteczki, składające się z peptydów i przeciwciał, były potem przytwierdzane do powierzchni nanocząstki.
Obiecujące wyniki badań
– Zaobserwowaliśmy bardzo skuteczne selektywne przenikanie do komórek docelowych i zmniejszoną penetrację pozostałych komórek dzięki cząsteczkom nakierowującym. Nanocząstki mogą także przedostać się do bariery krew-mózg, a być może w przyszłości będą w stanie ją przekroczyć – dodaje Benjamí Oller-Salvia, były pracownik naukowy i główny badacz pracujący przy projekcie.
Wyniki projektu TargetGBM wpisują się w priorytety Komisji Europejskiej, która uznała walkę z rakiem za jedno z głównych wyzwań społecznych w dziedzinie zdrowia. Pomóc w realizacji może przede wszystkim biotechnologia, między innymi terapia genowa i nanotechnologia.
– Chociaż uzyskane przez nas wyniki są obiecujące, wciąż jesteśmy daleko od ich zastosowania w praktyce. Obecnie pracujemy nad optymalizacją nanoformulacji pod kątem zwalczania komórek macierzystych nowotworu, które są najbardziej oporne na dotychczas stosowane metody leczenia i odpowiadają za nawroty choroby. Jeśli badania na myszach dostarczą satysfakcjonujących wyników, zaczniemy ubiegać się o finansowanie badań przedklinicznych – wyjaśnia Oller-Salvia.
Modułowy system nanobiotechnologiczny lub jego elementy mogą znaleźć zastosowanie w leczeniu nie tylko glejaka wielopostaciowego, ale także innych rodzajów nowotworów, a nawet innych chorób.
Dzięki pracom zrealizowanym w ramach wspieranego przez program działań „Maria Skłodowska-Curie” projektu TargetGBM firma IQS uzyskała finansowanie dla nowego programu badawczego w zakresie nano- i bioterapeutyków kierowanych białkiem, którego koordynatorem będzie Oller-Salvia.
