Din cuprinsul articolului
O echipă de cercetători de la Northwestern University a realizat un progres major în tratamentul cancerului, reconfigurând structura moleculară a unui medicament de chimioterapie bine-cunoscut. Rezultatul: un compus mult mai solubil, mult mai eficient și considerabil mai sigur.
Un medicament recreat de la zero
Pentru acest studiu, oamenii de știință au reconstruit complet medicamentul ca sferă nucleică (SNA) – o structură la scară nanometrică în care compusul activ este integrat în lanțuri de ADN ce înconjoară particule microscopice. Această arhitectură transformă o substanță care, în mod normal, se dizolvă greu și acționează slab într-un tratament extrem de puternic, precis și protector pentru țesuturile sănătoase.
Testată pe un model animal de leucemie mieloidă acută (AML), una dintre cele mai agresive și rezistente forme de cancer de sânge, versiunea SNA a medicamentului a dat rezultate uimitoare. A pătruns în celulele leucemice de 12,5 ori mai eficient, le-a distrus de până la 20.000 de ori mai puternic și a încetinit progresia bolii de 59 de ori, fără efecte secundare vizibile.
Cercetătorii subliniază că această realizare demonstrează potențialul tot mai mare al nanomedicinei structurale, un domeniu emergent în care medicamentele sunt proiectate la nivel atomic pentru a-și controla comportamentul în organism. Cu șapte terapii bazate pe SNA aflate deja în studii clinice, această abordare ar putea deschide calea către vaccinuri avansate și tratamente noi pentru cancer, boli infecțioase, afecțiuni neurodegenerative și boli autoimune.
Rezultatele au fost publicate recent în revista ACS Nano.
„Putem opri tumorile în loc” – un pas cu potențial clinic
„În modelele animale, am demonstrat că putem opri tumorile în loc”, a declarat Chad A. Mirkin de la Northwestern, coordonatorul studiului. „Dacă acest lucru se va confirma și la pacienții umani, ar fi un progres cu adevărat spectaculos. Ar însemna chimioterapie mai eficientă, rate mai bune de răspuns și mai puține efecte adverse – obiectivul suprem al oricărui tratament oncologic.”
Profesorul Mirkin, pionier în chimie și nanomedicină, este una dintre cele mai importante figuri în domeniu, cu roluri în numeroase departamente din cadrul Northwestern University. Este, de asemenea, fondatorul International Institute for Nanotechnology și membru al Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center.
De ce eșuează forma tradițională a medicamentului
Pentru acest proiect, echipa s-a concentrat pe chimioterapicul clasic 5-fluorouracil (5-Fu), cunoscut pentru eficiența redusă cu care ajunge în celulele canceroase. Pe lângă faptul că atacă și țesuturi sănătoase, provocând greață, oboseală sau chiar probleme cardiace rare, 5-Fu are o solubilitate extrem de scăzută: sub 1% se dizolvă în multe fluide biologice. Fără dizolvare adecvată, medicamentul nu poate fi absorbit și transportat eficient prin organism.
„Știm cu toții cât de toxică este chimioterapia”, spune Mirkin. „Dar prea puțini își dau seama că, de multe ori, este și foarte puțin solubilă. Trebuie să găsim modalități de a o transforma în forme solubile și de a o livra eficient către celule.”
Soluția: structuri SNA care se „autoinvită” în celule
SNAs, create în urmă cu câțiva ani tot de Mirkin, sunt nanostructuri sferice cu un nucleu nanoparticulat învelit într-o carapace densă de ADN sau ARN. În studii anterioare, cercetătorul a descoperit că celulele recunosc aceste structuri și le absorb în mod natural. În noul proiect, chimioterapia a fost combinată chimic cu lanțurile de ADN, devenind parte integrantă a SNA-urilor.
Majoritatea celulelor au receptori speciali — „scavenger receptors” — care atrag structurile SNA spre interior. Celulele mieloide, cele implicate în AML, au chiar și mai mulți astfel de receptori, ceea ce le face și mai receptive la tratament.
Odată absorbite, enzimele celulare degradează stratul de ADN și eliberează medicamentul direct în interiorul celulei canceroase, unde acționează fără să afecteze țesuturile sănătoase.
Rezultate spectaculoase la testele pe animale
În experimentele pe șoareci, terapia a eliminat aproape complet celulele leucemice din sânge și splină, prelungind semnificativ supraviețuirea. În același timp, deoarece SNA-urile au vizat strict celulele AML, organele sănătoase au fost protejate.
„Chimioterapia actuală distruge tot ce întâlnește”, explică Mirkin. „Urmărește celulele canceroase, dar omoară și multe celule sănătoase. Nanomedicina structurală vizează în mod natural celulele mieloide. În loc să expunem întregul organism la chimioterapie, livrăm o doză mai mare și mai precisă exact acolo unde este nevoie.”
Următorul pas: teste pe animale mai mari și, apoi, pe oameni
Echipa planifică extinderea studiilor pe un grup mai mare de animale mici, urmată de testare pe un model animal superior și, în cele din urmă, inițierea studiilor clinice pe oameni, odată ce finanțarea va fi asigurată.
