Złoty sposób na raka

Czerniak rozwija się wskutek niekontrolowanego, nieprawidłowego rozrostu zdegenerowanych komórek barwnikowych skóry zwanych melanocytami. Jest nowotworem bardzo złośliwym – szybko rośnie, wcześnie i aktywnie się przerzuca, a na dodatek nie poddaje się łatwo leczeniu. W Polsce rocznie rejestruje się ponad 1500 nowych zachorowań i ponad 800 zgonów. Dlatego też szuka się coraz lepszych metod efektywnej terapii, starając się jednocześnie zminimalizować efekty uboczne.

Niektóre typy raka skóry leczy się za pomocą terapii fotodynamicznej (PDT). Najpierw podaje się pacjentowi lek fotouczulający, który w większości gromadzi się w chorych komórkach, a następnie naświetla się je światłem o długości aktywującej fotouczulacz. Wprowadzenie do tej metody światłowodów pozwalających doprowadzić światło w dowolne miejsce rozszerza jej zastosowanie także na nowotwory położone w głębi ciała. Niestety, rozwiązanie to nie nadaje się do leczenia czerniaka.

Alternatywą jest zastosowanie nie fotouczulacza, a nanocząstek złota, które, jak od dawna wiadomo, są doskonale biokompatybilne i odpowiednio wypreparowane absorbują wybraną długość fali. Wstrzyknięte do naczyń krwionośnych wraz z krwią docierają do komórek rakowych i w nich się powoli akumulują. Kilka lat temu Naomi Halas i Jennifer West stworzyły metodę wykorzystującą światło podczerwone, pod działaniem którego nanocząstki łatwo się nagrzewają niszcząc w ten sposób nowotwór. Jednak znowu problemy pojawiają się w przypadku czerniaka, gdyż tutaj mają one istotne trudności z przedostaniem się do komórek. Ze względu na efekty uboczne spowodowane faktem, że do chorych tkanek trafia jedynie mała część wstrzykniętych nanocząstek, procedura zdecydowanie wymaga modyfikacji.

Szósty zmysł peptydów

Sposób na ominięcie tych problemów i znaczne poprawienie skuteczności nanocząstkowej metody opracował właśnie Chun Li, profesor M. D. Anderson's Department of Experimental Diagnostic Imaging wraz ze współpracownikami. Naukowcy uciekli się do pewnej sztuczki. Otóż użyli specjalnych wydrążonych nanocząstek złota (takich baniek o rozmiarach między 40 a 50 nanometrów), których czasem używa się do transportu substancji aktywnych do wnętrza komórek. Teraz w ich środku umieścili peptydy, małe łańcuchy aminokwasów połączonych wiązaniem peptydowym (podobne do białek, tylko mniejsze). Wiążą się one z receptorami melanotropiny (MSH, hormon pobudzający komórki skóry do tworzenia brunatnego barwnika – melaniny) obecnej w melanocytach, z których wywodzi się czerniak. Potwierdzono już, że wyszukując owe receptory te nowe nanocząstki efektywnie przedostają się do wnętrza komórek wnikając do nowotworu, a nie pozostając jedynie w naczyniach krwionośnych.

Testy przeprowadzono na myszach – zarówno in vitro, jak i in vivo. Jedne i drugie zakończone sukcesem, co sprawdzono za pomocą badania PET - pozytonowej emisyjnej tomografii komputerowej (Positron emission tomography). Wykorzystuje ono fakt, że czerniakowi towarzyszy podwyższony metabolizm glukozy, dlatego do organizmu wprowadza się deoxyglukozę znakowaną radioaktywnym fluorem F18. Podczas rozpadów beta+ emituje on pozytony, które zderzają się z elektronami tkanek ciała. Pary pozyton-elektron ulegają anihilacji, a energia tego procesu wypromieniowywana jest w postaci dwóch fotonów rejestrowanych przez ustawione wokół detektory.

Na tej podstawie naukowcy stwierdzili, że tak przygotowane nanocząstki zniszczyły aż 66% komórek nowotworowych. W przypadku braku peptydów było to jedynie 7,9%. Co więcej, użyta dawka promieniowania podczerwonego może być tu znacznie zredukowana – aż do 12% wartości normalnie stosowanej.

Chun Li uważa, że zastosowanie tej metody nie musi ograniczać się jedynie do czerniaka, a odpowiednie dobranie peptydów do receptorów obecnych w innych komórkach nowotworowych da efekty podobne do tych otrzymanych w przypadku czerniaka.