Naukowcy z Nanoprobes Inc. twierdzą, że magnetyczne nanocząsteczki mogą leczyć raka tylko w jednym zabiegu. Ich wyniki zostały opublikowane w renomowanych czasopismach, co potwierdza znaczenie tego odkrycia.
Zespół, kierowany przez dr Jamesa F. Hainfelda, twierdzi, że iniekcja zawierająca nanocząstki, a następnie 3 minuty w polu magnetycznym «całkowicie wyleczyły» zwierzęta testowe z raka.
Pomysł jest zaskakująco prosty. Gdy umieścisz cząstkę żelaza w zmiennym polu magnetycznym, obraca się ona w nim, wytwarzając znaczne ciepło. Tak więc, jeśli możesz dostarczyć wystarczającą ilość żelaza do guza, możesz właściwie «ugotować» raka.
Jednak przetłumaczenie teorii na naukę okazało się nieco trudniejsze.
Jedną z głównych przeszkód napotykanych przez naukowców było to, że ilość żelaza potrzebna do leczenia raka była toksyczna dla organizmu. Podczas gdy naukowcy próbowali przezwyciężyć to poprzez wstrzyknięcie żelaza bezpośrednio do guza, odkryli, że wszelkie obszary, które przegapili, nieuchronnie odrosną.
Dr Hainfeld, jeden z pionierów nanotechnologii, postanowił spojrzeć na problem z innej perspektywy. Zamiast skupić się na dokładniejszym sposobie wstrzykiwania żelaza, postanowił zmienić samą cząstkę żelaza.
Wraz ze swoim kolegą, Hui Huang, naukowcy spędzili 6 lat na inżynierii nanocząsteczki z żelaznym rdzeniem i biokompatybilną powłoką. To nowatorskie podejście pozwala na wstrzykiwanie ich do krwioobiegu bez negatywnych skutków.
«Zwiększona przepuszczalność i efekt retencji»
Guzy muszą rosnąć szybko i aby to osiągnąć, naukowcy są przekonani, że stymulują produkcję naczyń krwionośnych. Jednym z efektów ubocznych przyspieszonej produkcji jest to, że nowe naczynia mają tendencję do wyciekania – i nie mają efektywnego drenażu limfatycznego.
Zjawisko to, znane jako «zwiększona przepuszczalność i efekt retencji», jest wykorzystywane przez nanotechnologię. Przeciekające naczynia umożliwiają gromadzenie się cząstek w guzie, podczas gdy brak odpowiedniego drenażu oznacza, że pozostają tam dłużej niż w zdrowych komórkach.
Wiedząc o tym, dr Hainfeld dostosował cząstki żelaza, aby mogły wnikać w guzy. Kolejną zaletą tego zabiegu jest to, że nanocząstki mogą znajdować komórki nowotworowe w dowolnym miejscu w ciele, nawet jeśli przerzuty zostały przeszczepione na inne narządy.
I, co ważne, ponieważ pola magnetyczne przechodzą przez całe ludzkie ciało, nanocząstki będą również rozgrzewać głębokie guzy, które wcześniej były niedostępne.
Kiedy nanocząstka była gotowa do testów, jej żelazne jądro było zamknięte w biokompatybilnej powłoce, która była wystarczająco duża, aby rdzeń mógł się obracać, ale pozostawiała wystarczająco dużo miejsca, by prześlizgnąć się przez nieszczelne naczynia krwionośne. Miał również długie łańcuchy polimerowe, aby zapobiec wnikaniu do wątroby.
Następnie naukowcy wstrzyknęli nanocząsteczki do krwioobiegu myszy dotkniętych rakiem. Zwierzęta nie wykazywały niepożądanej reakcji na wstrzyknięcia, co pokazało, że naukowcy przezwyciężyli problem toksyczności żelaza.
Naukowcy zauważyli, że cząsteczki gromadzą się w guzach – z około 16-krotnym stężeniem w porównaniu do otaczającej zdrowej tkanki.
Ostatnim testem eksperymentu było wystawienie zwierząt na szybko zmieniające się pole magnetyczne. Za pomocą kamery termowizyjnej mierzącej temperaturę wewnątrz nowotworów, zaobserwowano wzrosty wystarczająco wysokie, aby «stopić» raka, pozostawiając otaczającą tkankę chłodną i nienaruszoną.
Wskaźnik sukcesu między 78% a 90% u myszy
Po 3-minutowym leczeniu naukowcy twierdzą, że guzy zostały całkowicie usunięte, «z dokładnością drobniejszą niż nóż chirurga».
Kolejną zaletą zabiegu jest to, że zneutralizowane nowotwory są po prostu wchłaniane przez organizm, podczas gdy nanocząsteczki rozkładają się powoli w czasie, umożliwiając ciału przetwarzanie nadwyżkowego żelaza w sposób nieszkodliwy.
Dr Hainfeld i Huang twierdzą, że wskaźnik sukcesu wynosi 78-90% u myszy.
We współpracy z Dr. Henrym Smilowitzem z Centrum Zdrowia Uniwersytetu w Connecticut, para ta wykazała również doskonałe wyniki w leczeniu raka mózgu.
Przekroczenie bariery krew-mózg stwarza własne problemy, ale udało im się wykazać «ostre jak brzytwa stężenie na granicy guza mózgu». Co najważniejsze, ta precyzja pozwoliłaby zaoszczędzić zdrową tkankę mózgową podczas ogrzewania obszaru magnetycznie.
Prace dr. Hainfelda i Huanga zostały uznane przez National Institutes of Health, a obecnie prowadzą więcej testów laboratoryjnych w ramach przygotowań do zatwierdzenia przez FDA.
Naukowcy z MIT wcześniej używali nanocząsteczek do dostarczania leków stosowanych w chemioterapii do dotkniętych obszarów, a nanocząsteczki z ukrytymi składnikami mogą być skuteczne w leczeniu nowotworów sutka opornych na leczenie.
Aktualne Badania i Przyszłość Leczenia Raka
W 2024 roku badania nad zastosowaniem magnetycznych nanocząsteczek w leczeniu raka wciąż trwają, a wyniki są obiecujące. Nowe eksperymenty sugerują, że dzięki dalszym modyfikacjom powłok nanocząsteczek, ich skuteczność może wzrosnąć jeszcze bardziej, co otwiera nowe horyzonty w terapii nowotworowej.
W ostatnich badaniach wykazano, że kombinacja magnetoterapii z immunoterapią może znacznie zwiększyć efektywność leczenia, co daje nadzieję na bardziej spersonalizowane i skuteczne terapie dla pacjentów z różnymi typami nowotworów.
Nasza wiedza na temat interakcji magnetycznych nanocząsteczek z komórkami nowotworowymi stale się rozwija, a nowe techniki obrazowania pozwalają na dokładniejsze śledzenie ich działania w organizmie. Badania te są kluczowe dla dalszego rozwoju terapii i mogą przynieść rewolucję w sposobie, w jaki leczymy raka.
