Nanočástice jako zbraň v boji proti rakovině

Mnoho chemoterapeutických látek používaných k léčbě rakoviny jsou toxické jak pro maligní buňky, tak i pro buňky normální a způsobují proto různě závažné vedlejší účinky. Výzkumníci se proto snaží hledat k těmto syntetickým léčivům účinnější alternativy. Už několik let se mluví o použití fosforečnanu vápenatého a citrátu. Pokud jsou dodány přímo do buněk, zvládnou je zabít, a přitom na tělo působit jen minimálními nebo žádnými vedlejšími účinky.

Výzkumníci ale museli najít způsob jak překonat mechanismy, které řídí příjem těchto sloučenin do buněk a jak zajistit, aby sloučeniny působily selektivně jen na ty buňky, které je potřeba zabít.

Výzkumníci z katedry chemie na LMU vedeni Dr. Von Schirndingem ve své nové studii představují vývoj amorfních nanočástic vytvořených z vápníku a citrátu, které jsou schopné překonat problémy s absorpcí sloučeniny do buňky a nádorové buňky umí cíleně usmrcovat.

Jak sloučenina funguje?

Jak fosforečnan vápenatý, tak citrát regulují signálové dráhy v buňce. Pokud buňka odhalí v cytoplazmě větší množství těchto látek, zamezí jim přístup a signálové dráhy zůstanou nenarušené. Klíčové u nanočástic je to, že jsou schopné tyto regulační normy obejít.

Von Schirnding uvedl: „Připravili jsme amorfní a porézní nanočástice sestávající se z fosforečnanu vápenatého a citrátu, které jsou zapouzdřeny v lipidové vrstvě. Zapouzdření zajišťuje to, že buňky přijmou tyto částice bez spuštění jakéhokoliv protiopatření. Jakmile se sloučenina dostane do buňky, lipidová vrstva se rozloží a do cytoplazmy se uloží velké množství vápníku a citrátu.“

Experimenty na kultivovaných buňkách odhalily, že nanočástice umí zabíjet selektivně – rakovinové buňky zničí, ale zdravé buňky (které tyto nanočástice přijmou také) zůstávají v podstatě neporušené. Navíc výzkumníci zjistili, že čím agresivnější nádor je, tím větší je smrtící účinek nanočástic.

Během buněčné absorpce získají nanočástice druhý membránový plášť. Autoři studie předpokládají, že zatím neznámý mechanismus, který je specifický jen pro rakovinové buňky, způsobuje prasknutí této vnější membrány. Díky tomu může jejich obsah proniknout do cytoplasmy. Nicméně ve zdravých buňkách si tato poslední vrstva ponechá svou integritu a vezikuly se neporušeně vylučují do mimobuněčného média.

Výsledky experimentu jsou slibné

„Vysoce selektivní toxicita částic nám umožnila u myší úspěšně léčit dva různé typy vysoce agresivních pleurálních nádorů. Pouze dvěma lokálně podanými dávkami jsme byli schopni zmenšit velikost nádoru nejdřív o 40 % a nakonec o 70 %.“

Mnoho pleurálních nádorů je produktem metastáze plicních nádorů a tvoří se v pleurální dutině mezi plícemi a hrudním košem. Protože tato oblast není zásobovaná krví, není možné ji léčit chemoterapií. „Naproti tomu naše nanočástice mohou být zavedeny přímo do pleurální dutiny“. Navíc během dvouměsíční léčby nebyly zjištěny žádné závažné vedlejší účinky.

Celkově výsledky naznačují, že tyto nanočástice mají velký potenciál pro vývoj nových způsobů léčby i dalších typů rakoviny.

Zdroj: www.sciencedaily.com
Obrázek: unsplash.com