Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vědci upravili navíc lék tak, aby se jeho cíl přesunul z jaderné DNA na mitochondriální DNA.
Na University of Miami zkonstruovali nanočástice určené pro hladký přechod mezi bariérou oddělující krevní řečiště v mozku a ve zbytku těla. Cílem projektu bylo v první fázi navrhnout metodu, která zničí primární nádory rakoviny prsu i jejich mozkové metastázy v rámci jediné léčby.
Metastázy v mozku nejčastěji vznikají z pevných (solidních) nádorů, jako je rakovina prsu, plic a tlustého střeva, a jsou často spojeny se špatnou prognózou. Když rakovina pronikne do mozku, může být obtížné ji léčit, částečně právě kvůli hematoencefalické bariéře, téměř neprostupné membráně, která odděluje mozek od zbytku těla.
Autoři studie v preklinických studiích prokázali, že jejich metoda může zmenšovat nádory prsu a mozku současně. Do nanočástice vložili dvě látky cílící na mitochondrie. Nová metoda využívá nanočástice z biologicky odbouratelného polymeru ve spojení se dvěma léky, které se zaměřují na energetické zdroje rakoviny. Protože rakovinné buňky mají často jinou formu metabolismu než buňky zdravé, může být potlačení jejich metabolismu účinným způsobem, jak ničit nádory, aniž by byly poškozeny ostatní tkáně.
Jedním z těchto léků je modifikovaná verze klasického chemoterapeutika cisplatiny, která zabíjí rakovinné buňky poškozením DNA v rychle rostoucích buňkách, čímž účinně zastavuje jejich růst. Nádorové buňky však mohou svou DNA opravovat, což někdy vede k rezistenci vůči cisplatině.
Vědci proto nyní upravili lék tak, aby se jeho cíl přesunul z jaderné DNA na mitochondriální DNA. Pro účely léčby rakoviny je klíčové, že mitochondrie nemají stejný mechanismus pro opravu DNA jako násobně větší jaderné genomy.
Protože rakovinné buňky mohou přepínat mezi různými zdroji energie (měnit svůj metabolismus z anaerobního na aerobní apod.), aby udržely vysoké tempo růstu, vědci zkombinovali svou modifikovanou cisplatinu (ta napadá proces generování energie oxidativní fosforylací), s jiným lékem. Mito-DCA se specificky zaměřuje na mitochondriální protein kinázu a inhibuje glykolýzu (anaerobní získávání energie). Vyvinout nanočástice pronikající jak přes hematoencefalickou bariéru do mozku, tak i membránou mitochondrií, bylo ovšem velmi komplikované.
Autoři výzkumu dále chtějí otestovat svou metodu v laboratoři, aby přesněji napodobil lidské mozkové metastázy, možná i s použitím rakovinných buněk původem od pacientů. Chtějí také lék otestovat na laboratorních modelech glioblastomu, což je obzvláště agresivní typ nádoru mozku.
Dhar, Shanta, Simultaneous targeting of peripheral and brain tumors with a therapeutic nanoparticle to disrupt metabolic adaptability at both sites, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2318119121. doi.org/10.1073/pnas.2318119121
Zdroj: University of Miami Leonard M. Miller School of Medicine / Phys.org
O energetickém metabolismu nádorových buněk viz také:
Izotopy vodíku by mohly představovat signaturu rakoviny
