29.6.18

Μαγνητικά νανοσωματίδια καταστρέφουν καρκινικούς όγκους καίγοντάς τους - STINGel: Αντικαρκινικό υδροτζέλ

Μία από τις πολλά υποσχόμενες μεθόδους αντιμετώπισης του καρκίνου που διερευνώνται είναι η χρήση θερμαινόμενων μαγνητικών σωματιδίων, τα οποία θα μπορούν να εξοντώνουν τα καρκινικά κύτταρα χωρίς να βλάπτουν υγιείς ιστούς αλλού στο σώμα. Νέα έρευνα επιστημόνων του University of Buffalo πάει ένα βήμα παραπέρα αυτή την ιδέα, με νανοσωματίδια που θα μπορούν να «χτυπούν» τους όγκους με σημαντικές ποσότητες θερμότητας, εντός χαμηλών μαγνητικών πεδίων, καταστρέφοντάς τους. «Το βασικό επίτευγμα της δουλειάς μας είναι η σημαντική βελτίωση επιδόσεων των νανοσωματιδίων ως προς τη θέρμανση, υπό συνθήκες χαμηλού πεδίου, ώστε να είναι κατάλληλα για κλινικές εφαρμογές. Η βέλτιστη θερμική ισχύς που επιτύχαμε βρίσκεται κοντά στο θεωρητικό όριο, ξεπερνώντας κάποια από τα πιο αποδοτικά σωματίδια που έχουν αναπτυχθεί από άλλες ομάδες» λέει ο Χάο Ζενγκ, PhD, καθηγητής Φυσικής στο UB College of Arts and Sciences, που ηγήθηκε της έρευνας.

Όπως σημειώνει, η θεραπεία αυτή έχει κάποια σημαντικά οφέλη σε σχέση με άλλες μεθόδους, καθώς είναι ελάχιστα επεμβατική και δεν έχει τις παρενέργειες που έχουν άλλες, όπως η χημειοθεραπεία και η ακτινοθεραπεία. «Η θεραπεία θερμαίνει μόνο την περιοχή όπου βρίσκονται τα νανοσωματίδια, χωρίς να επηρεάζει υγιείς ιστούς που βρίσκονται πιο μακριά, οπότε αναμένουμε λίγες παρενέργειες» λέει ο Ζενγκ. «Επιπρόσθετα, το μαγνητικό πεδίο που χρησιμοποιείται για να διεγείρει τα σωματίδια μπορεί να διεισδύσει βαθιά στο σώμα με ένα όργανο που δεν απαιτεί επαφή ή διείσδυση συσκευών. Ως εκ τούτου, η θεραπεία μπορεί να φτάσει σε σημεία του σώματος που δεν είναι εύκολα προσβάσιμα μέσω εγχείρησης».Χρειάζονται ακόμα πολλές έρευνες για να καταστούν τα νανοσωματίδια διαθέσιμα στους ασθενείς- ωστόσο η κεντρική ιδέα είναι ότι οι γιατροί θα χρησιμοποιούν τεχνολογίες στόχευσης για κατευθύνουν τα νανοσωματίδια σε όγκους στα σώματα των ασθενών. Στη συνέχεια, η έκθεση σε εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο θα κάνει τον μαγνητικό προσανατολισμό των σωματιδίων να μεταβάλλεται εκατοντάδες χιλιάδες φορές ανά δευτερόλεπτο, με αποτέλεσμα τη θέρμανσή τους.
Αυτή η μέθοδος αντικαρκινικής θεραπείας είναι γνωστή ως υπερθερμία νανοσωματιδίων και δεν είναι καινούρια, ωστόσο ο Ζανγκ και οι συνάδελφοί του σχεδίασαν νέα μαγνητικά νανοσωματίδια που θερμαίνονται περισσότερο και παράγουν θερμότητα γρηγορότερα από κάποια από τα νανοσωματίδια που παρουσίασαν τις καλύτερες επιδόσεις στα πειράματα άλλων ερευνητών. Οι επιστήμονες του University of Buffalo έφτιαξαν δύο είδη νανοσωματιδίων, αποτελούμενα από μεταλλικά κράματα που επελέγησαν για τη δυνατότητά τους να παράγουν θερμότητα μέσα σε μαγνητικό πεδίο. Το ένα από τα νέα νανοσωματίδια περιέχει μαγγάνιο φερρίτη κοβαλτίου, ενώ το άλλο είναι φτιαγμένο από φερρίτη ψευδαργύρου. Τα σωματίδια από μαγγάνιο φερρίτη κοβαλτίου έφταναν στο ζενίθ τους άπο άποψης θερμικής ενέργειας υπό υψηλά μαγνητικά πεδία, ενώ τα άλλα (τα οποία είναι βιοσυμβατά) σημείωναν εντυπωσιακές επιδόσεις εντός πολύ χαμηλού πεδίου. Ο Ζενγκ οραματίζεται θεραπείες καρκίνου των οστών ως μία πιθανή εφαρμογή των θερμαινόμενων μαγνητικών νανοσωματιδίων.

Ιδιαίτερα αποτελεσματικό στην εξόντωση καρκινικών κυττάρων εμφανίζεται ένα φάρμακο ανοσοθεραπείας ενσωματωμένο σε υδροτζέλ αργής απελευθέρωσης/ χορήγησης, που δημιούργησαν επιστήμονες του Rice University σε συνεργασία με το University of Texas Health Science Center at Houston (UT Health). Το STINGel συνδυάζει μια νέα κατηγορία φαρμάκων ανοσοθεραπείας ονόματι STING (stimulator of interferon gene) με ένα ενέσιμο υδροτζέλ το οποίο απελευθερώνει το φάρμακο σε σταθερές δόσεις, προκειμένου να ενεργοποιεί το ανοσοποιητικό σύστημα ώστε να σκοτώνει καρκινικά κύτταρα. Αναπτύχθηκε από τους Τζέφρι Χάρτγκερινκ και Σάιμον Γιανγκ. Σε κλινικές δοκιμές, τα φάρμακα ανοσοθεραπείας έχουν δείξει αξιοσημείωτες δυνατότητες αντιμετώπισης του καρκίνου, αλλά έρευνες έχουν δείξει πως απομακρύνονται γρήγορα από το σώμα και ότι απαιτούνται πολλαπλές ενέσεις. Η νέα έρευνα, που παρουσιάστηκε στο Biomaterials, έδειξε ότι πεπτιδικά τζελ αργής απελευθέρωσης θα μπορούσαν να χορηγούν φάρμακα ανοσοθεραπείας σε σημεία με όγκους για μακρές χρονικές περιόδους.

Ο Χάρτγκερινκ είναι πρωτοπόρος στον τομέα της ανάπτυξης υδροτζέλ MDP (multidomain peptide) που συντίθενται μόνα τους και μιμούνται τον εξωκυττάριο χώρο του σώματος για να ενισχύουν την ανάπτυξη κυττάρων και αγγειακών συστημάτων για επιδιόρθωση ιστών. Το υδροτζέλ εισάγεται ως υγρό, γίνεται ημι-στερεό μέσα στο σώμα και υποβαθμίζεται σταδιακά με το πέρασμα του χρόνου. Το υδροτζέλ της νέας έρευνας είναι επίσης φιλικό προς τα κύτταρα- εκτός και αν είναι καρκινικά, οπότε και φάρμακα ανοσοθεραπείας όπως το CDN (κυκλικά δινουκλεοτίδια). Σύμφωνα με τον Χάρτγκερκινκ, καθηγητή χημείας και βιο-μηχανικής, η συγκέντρωση του CDN στο υδροτζέλ είναι σημαντική. «Η κανονική προσέγγιση στο CDN είναι η απλή ένεση, αλλά αυτό οδηγεί σε πολύ γρήγορη διάχυση στο σώμα και μειώνει τη συγκέντρωση στον χώρο του όγκου σε πολύ χαμηλά επίπεδα» λέει. «Χρησιμοποιώντας την ίδια ποσότητα CDN, η προσέγγιση STINGel επιτρέπει η συγκέντρωση CDN κοντά στον όγκο να παραμένει πολύ υψηλότερη για μακρές χρονικές περιόδους».

Το STINGel μελετήθηκε τόσο σε εργαστηριακές καλλιέργειες όσο και in vivo. Για το in vivo κομμάτι, έξι ομάδες 10 τρωκτικών έλαβαν θεραπείες διαφόρων τύπων (CDN μόνο, CDN και ΜDP από μόνα τους κλπ). Μόνο ένα στα 10 πειραματόζωα που είχαν λάβει άλλες θεραπείες επέζησε 105 ημέρες, αλλά έξι από τα 10 που είχαν λάβει θεραπεία με STINGel επέζησαν, ενώ αποδείχτηκαν επίσης ανθεκτικά σε περαιτέρω «εισβολές» καρκινικών κυττάρων, υποδεικνύοντας πως τα ανοσοποιητικά τους συστήματα είχαν ενισχυθεί έναντι του καρκίνου.

https://www.naftemporiki.gr/

No comments :