Slovenski znanstveniki razvili učinkovitejši način zdravljenja raka

Sodelavci odseka za biokemijo in molekularno ter strukturno biologijo Instituta Jožef Stefan (IJS) so razvili nov, učinkovitejši način dostave zdravil v tumorje, ki temelji na aktivnem ciljanju. Kot pojasnjujejo v IJS, je zdravljenje raka eno izmed najpomembnejših področij sodobne medicine, saj je rak med najpogostejšimi vzroki za prezgodnjo smrt. Kljub učinkovitim kemoterapevtikom pa je njihova uporaba pogosto omejena, in sicer zaradi toksičnega učinka na zdrave celice.

Ena najobetavnejših rešitev te težave so dostavni sistemi. Ciljana dostava zdravil zato predstavlja enega največjih izzivov na področju razvoja novih terapevtskih pristopov za zdravljenje raka.

Osnova za nov pristop so liposomi Sodelavci odseka za biokemijo in molekularno ter strukturno biologijo so kot osnovo za nov pristop uporabili liposome, v katerih notranjosti je dovolj prostora za majhne in srednje velike molekule, npr. zdravilo ali diagnostično sredstvo, zato so jih že v preteklosti uspešno uporabili za dostavo zdravil.

Skupina znanstvenikov je liposome izboljšala tako, da so v njihovo membrano prek lipidnega repa usidrali lipidiran inhibitor encima katepsina B. "Katepsin B je cisteinska proteaza, ki se povišano izraža na celični membrani rakastih celic, poleg tega pa jo v tumorsko mikrookolje v velikih količinah izločajo imunske celice, ki se tja infiltrirajo. Ker je to značilno samo za tumorje in nekatera druga z vnetji povezana obolenja, so to uporabili za razvoj učinkovitega in selektivnega dostavnega sistema," pojasnjujejo v IJS.

Kot poudarjajo, je bistvena novost pristopa ta, da se zunajcelični katepsin B v tumorskem mikrookolju uporabi kot tarčo za dostavo zdravila oz. kontrastnega sredstva za diagnostiko, ne pa kot tarčo za zdravljenje bolezni, za kar so običajno uporabljali proteaze.

Selektivni inhibitor katepsina B na površini liposomov povzroči, da se le-ti preferenčno zadržujejo v tumorju, kjer jih z uporabo primernega diagnostičnega sredstva lahko zaznamo in na ta način diagnosticiramo tumor, obenem pa nato pride do sproščanja zdravilne učinkovine in doseganja potrebne terapevtske koncentracije, pri čemer pa ostane koncentracija učinkovine v zdravih tkivih nizka.

Povečan retenzijski čas Zaradi relativno počasnega sproščanja učinkovine iz liposomov se tudi poveča retenzijski čas zdravilne učinkovine v tumorju, kar ima velik potencial pri razvoju terapevtskih programov. Inhibicija katepsina B v tumorskem mikrookolju ima tudi zaviralni učinek na napredovanje raka, kar je še dodatna pozitivna lastnost tega dostavnega sistema. Takšni sistemi, ki združujejo zdravljenje (terapevtiko) in diagnostiko, oz. t. i. teranostični sistemi pa veljajo za najbolj perspektivne.

Sistem so uspešno testirali v mišjem modelu raka prsne žleze, kjer so pokazali uspešno tarčenje tumorja z označenimi liposomi in njegovo detekcijo z metodo MRI, ki se običajno uporablja v klinični diagnostiki.

Nato so pokazali, da se sistem ne akumulira v telesu, ampak se čez čas iz njega izloči, poleg tega pa se ne veže na zdravo tkivo, kar je izredno pomembno za zmanjšanje škodljivih stranskih učinkov. Obenem so pokazali, da je ta sistem, v katerega so enkapsulirali še kemoterapevtik doxorubicin, približno 20-krat bolj učinkovit pri uničevanju primarnih rakastih celic v kulturi kot doksorubicin, enkapsuliran v liposome brez tarčenja, in se danes rutinsko uporablja pri zdravljenju nekaterih vrst raka.

"To vse pa kaže na to, da bi se v prihodnosti ta in podobne strategije lahko uspešno implementirale v klinične terapevtske pristope," so zapisali v sporočilu za javnost. Najnovejše rezultate raziskav je pred kratkim objavila revija Angewandte Chemie International Edition.