Naukowcy odkryli nowy sposób na powstrzymanie przerzutów nowotworowych
Przerzuty są główną przyczyną zgonów w przebiegu nowotworów, a stosowane obecnie metody leczenia okazują się nieskuteczne. Naukowcy odkryli jednak nowy sposób na spowolnienie, a może nawet zatrzymanie rozprzestrzeniania się komórek rakowych.
Czym są przerzuty?
Jest to proces, w którym rak rozprzestrzenia się w organizmie. Podczas tego procesu komórki nowotworowe mogą atakować pobliskie, zdrowe tkanki, przenikać przez ściany węzłów chłonnych lub wchodzić do otaczających naczyń krwionośnych. W ostatnich badaniach, naukowcy znaleźli jednak sposób na kontrolowanie przerzutów poprzez hamowanie migracji komórek rakowych. Zatrzymanie migracji komórek jest kluczowe w powstrzymywaniu przerzutów.
Migrację komórek nowotworowych umożliwia zestaw wypukłości, które pomagają im się poruszać. Zespół naukowców – kierowany przez profesora Mostafę El-Sayeda i Juliusa Browna, profesora chemii i biochemii w Georgia Tech’s School w Atlancie – zdołał skutecznie odciąć te wypustki przy pomocy specjalnej techniki.
Długie, cienkie wypukłości, które pomagają komórkom rakowym poruszać się, noszą nazwę filopodia. Są one przedłużeniem zestawu „szerokich, podobnych do arkusza” włókien zwanych lamellipodiami, które można znaleźć na brzegach komórki. Przyrostek „-podia” (lub „-podium”, liczba pojedyncza) pochodzi z języka greckiego i oznacza „coś na kształt stopy”. Zasadniczo, lamellipodia i filopodia są małymi „odnogami”, które pomagają zdrowym komórkom poruszać się w tkance. Ale w komórkach nowotworowych, lamellipodia i filopodia są wytwarzane w nadmiarze.
Naukowcy wykorzystali tak zwane nanopręty, wykonane z nanocząsteczek złota, aby zablokować te drobne odnóża. Przy pomocy nanotechnologii, badacze byli w stanie zmniejszyć rozmiar pewnych materiałów do nanoskali – przy czym „nano” oznacza miliardową część metra. Odkryto, że materiały te zaczynają wykazywać nowe właściwości chemiczne i fizyczne.
Prof. El-Sayed i jego koledzy wprowadzili lokalnie nanopręty. Nanopody pokryto powłoką cząsteczek, zwanych peptydami RGD, co spowodowało, że przyłączyły się one do specyficznego rodzaju białka zwanego integryną.
Ukierunkowane nanopręty związały integrynę i zablokowały jej funkcje, więc nie mogła ona dalej kierować cytoszkieletem w celu nadprodukcji lamellipodii i filopodii – wyjaśnia współautor Yan Tang.
Cytoszkielet jest strukturą wspierającą komórki, odpowiedzialną za nadanie jej kształtu. Ma również dodatkowe funkcje, z których jedna polega na formowaniu występów filopodi.
Czy metoda ta może zabić komórki rakowe?
Eksperymenty ujawniły, że proste wiązanie nanopodów z integryną, opóźniało migrację komórek rakowych. Co istotne, metoda ta pozwoliła na ocalenie zdrowych komórek, które mogłyby uczynić tę terapię drastycznie mniej szkodliwą w przypadku pacjentów poddawanych toksycznej chemioterapii.
W drugim etapie eksperymentu, prof. El-Sayed i jego zespół, podgrzali nanocząstki złota za pomocą lasera. To skutecznie zatrzymało migrację złośliwych komórek.
Światło nie zostało zaabsorbowane przez komórki, ale złote nanopręciki wchłonęły je i w rezultacie rozgrzały się i częściowo stopiły komórki nowotworowe, z którymi są połączone, łącząc lamellipodie i filopodia – powiedział Moustafa Ali.
W eksperymencie nie wszystkie komórki rakowe zostały zabite, ponieważ uniemożliwiłoby to badaczom określenie, czy skutecznie powstrzymali je przed migracją. Jednak naukowcy twierdzą, że metoda ta może być dostosowana do zabijania złośliwych komórek.
Eksperci mają nadzieję, że w niedalekiej przyszłości będą mogli leczyć nowotwory głowy, szyi, piersi i skóry, z pomocą bezpośrednich, lokalnych nanorurek w połączeniu z zastosowaniem lasera o niskiej mocy w bliskiej podczerwieni.
Laser może dotrzeć do złotych nanoprętów na głębokości od 4 do 5 centymetrów w tkance, a głębsze guzy można leczyć głębszymi wstrzyknięciami nanoprętów – twierdzą badacze.
