Z nanotransporterji do zdravljenja raka

Ekipa kanadskih raziskovalcev z univerze v Montrealu je zasnovala in potrdila nov razred prenašalcev zdravil iz DNK, ki so 20.000-krat manjši od človeškega lasu in bi lahko izboljšali zdravljenje raka in drugih bolezni. Te molekularne prenašalce je mogoče kemično programirati, da zagotavljajo optimalno koncentracijo zdravil, zaradi česar so učinkovitejši od sedanjih metod.

Optimalno odmerjanje v vsakem trenutku: medicinski izziv

Eden od ključnih načinov uspešnega zdravljenja bolezni je zagotavljanje in vzdrževanje terapevtskega odmerka zdravila ves čas zdravljenja. Neoptimalna terapevtska izpostavljenost zmanjšuje učinkovitost in običajno vodi do odpornosti na zdravila, medtem ko prevelika izpostavljenost povečuje neželene učinke.

Vzdrževanje optimalne koncentracije zdravil v krvi ostaja velik izziv v sodobni medicini. Ker se večina zdravil hitro razgradi, so bolniki prisiljeni (in pogosto pozabijo) v rednih časovnih presledkih vzeti več odmerkov. In ker ima vsak bolnik drugačen farmakokinetični profil, se koncentracija zdravil v njegovi krvi močno razlikuje.

Ker je opazil, da le približno 50 odstotkov bolnikov z rakom med določeno kemoterapijo dobi optimalen odmerek zdravila, je izredni profesor kemije na Univerzi v Montrealu Alexis Vallée-Bélisle, strokovnjak za biološko navdihnjene nanotehnologije, začel raziskovati, kako biološki sistemi nadzorujejo in vzdržujejo koncentracijo biomolekul.

»Ugotovili smo, da živi organizmi uporabljajo beljakovinske prenašalce, ki so programirani za vzdrževanje natančne koncentracije ključnih molekul, kot so ščitnični hormoni, in da moč interakcije med temi prenašalci in njihovimi molekulami narekuje natančno koncentracijo proste molekule,« je dejal profesor kemije.

Začeli razvijati umetne prenašalce zdravil

Ta preprosta zamisel je Valléé-Belisleja in njegovo raziskovalno skupino spodbudila, da so začeli razvijati umetne prenašalce zdravil, ki posnemajo naravni učinek vzdrževanja natančne koncentracije zdravila med zdravljenjem.

Doktorski študent Univerze v Montrealu Arnaud Desrosiers, prvi avtor študije, je najprej identificiral in razvil dva prenašalca DNK: enega za kinin, antimalarik, in drugega za doksorubicin, ki se pogosto uporablja za zdravljenje raka dojk in levkemije. Nato je dokazal, da je te umetne prenašalce mogoče zlahka programirati za dostavo in vzdrževanje katere koli specifične koncentracije zdravila.

»Še bolj zanimivo pa je, da smo ugotovili, da bi te nanotransporterje lahko uporabili tudi kot rezervoar zdravila, da bi podaljšali učinek zdravila in zmanjšali njegov odmerek med zdravljenjem,« je dejal Desrosiers. »Še ena impresivna lastnost teh nanotransporterjev je, da jih je mogoče usmeriti v določene dele telesa, kjer je zdravilo najbolj potrebno – kar bi načeloma moralo zmanjšati večino stranskih učinkov.«

Miši, zdravljene z nanotransplantati: manjša kardiotoksičnost

Z uporabo novega prenašalca zdravila, razvitega za doksorubicin, je ekipa dokazala, da posebna formulacija prenašalca zdravila omogoča ohranjanje doksorubicina v krvi in drastično zmanjša njegovo difuzijo do ključnih organov, kot so srce, pljuča in trebušna slinavka.

Pri miših, zdravljenih s to formulacijo, se je doksorubicin 18-krat dlje obdržal v krvi, zmanjšala pa se je tudi kardiotoksičnost, zaradi česar so bile miši bolj zdrave, kar se kaže v normalnem povečanju telesne teže.

»Še ena odlična lastnost naših nanotransporterjev je njihova velika vsestranskost,« je dejal Vallée-Bélisle. »Za zdaj smo dokazali delovanje teh nanotransporterjev za dve različni zdravili. Toda zaradi visoke programabilnosti kemije DNK in proteinov lahko zdaj te transporterje oblikujemo tako, da natančno dostavljajo široko paleto trerapevtskih molekul. Poleg tega bi lahko te prenašalce kombinirali z liposomskimi prenašalci, ki jih je zasnoval človek in se zdaj uporabljajo za dostavo zdravil z različnimi hitrostmi.«

Klinična študija tudi za zdravljenje krvnega raka?

Raziskovalci zdaj želijo potrditi klinično učinkovitost svojega odkritja. Ker je njihov nanotransporter doksorubicina programiran tako, da optimalno ohranja zdravilo v krvnem obtoku, menijo, da bi ga lahko obravnavali za zdravljenje krvnega raka.

»Predvidevamo, da bi lahko podobne nanotransporterje razvili tudi za dostavo zdravil na druga specifična mesta v telesu in povečali prisotnost zdravila na mestu tumorja,« je dejal Vallée-Bélisle. »To bi drastično izboljšalo učinkovitost zdravil in zmanjšalo njihove stranske učinke.«

Tilen Kemperle

Novinar