Przerzuty są główną przyczyną zgonów w przebiegu nowotworów, a stosowane obecnie metody leczenia są nieskuteczne. Ale nowe badania mogły znaleźć sposób na spowolnienie, a może nawet zatrzymanie rozprzestrzeniania się komórek rakowych.
Przerzuty to proces, w którym rak rozprzestrzenia się w organizmie. Podczas tego procesu komórki nowotworowe mogą atakować pobliskie zdrowe tkanki, przenikać ściany węzłów chłonnych lub wchodzić do otaczających naczyń krwionośnych.
Ale nowe badania mogły znaleźć sposób na kontrolowanie przerzutów poprzez hamowanie migracji komórek rakowych. Zatrzymanie migracji komórek jest kluczowe w powstrzymywaniu przerzutów.
To, co umożliwia migrację komórek nowotworowych, to zestaw wypukłości, które pomagają im się poruszać. Zespół naukowców – kierowany przez Mostafę El-Sayeda, przewodniczącego Juliusza Browna i regentów profesora chemii i biochemii w Georgia Tech’s School w Atlancie, GA – zdołał skutecznie odciąć te występy przy pomocy specjalnej techniki.
Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie
Łamanie „nóg” komórek rakowych
Długie, cienkie wypukłości, które pomagają komórkom rakowym poruszać się nazywają filopodia. Są przedłużeniem zestawu „szerokich, podobnych do arkusza” włókien zwanych lamellipodią, które można znaleźć na brzegach komórki.
Przyrostek „-podia” (lub „-podium”, liczba pojedyncza) pochodzi z języka greckiego i oznacza „coś na stopę”.
Zasadniczo, lamellipodia i filopodia są małymi „nogami”, 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 nogi.
Przy pomocy nanotechnologii naukowcy są w stanie zmniejszyć rozmiar pewnych materiałów do nanoskali – przy czym „nano” oznacza miliardową część metra – w którym momencie materiały te zaczynają wykazywać nowe właściwości chemiczne i fizyczne.
Prof. El-Sayed i koledzy wprowadzili lokalnie nanopręty. Nanopody pokryto powłoką cząsteczek, zwanych peptydami RGD, co spowodowało, że przyłączyły się do specyficznego rodzaju białka zwanego integryną.
„Ukierunkowane nanopręty związały integrynę i zablokowały jej funkcje, więc nie mogła dalej kierować cytoszkieletem w celu nadprodukcji lamellipodii i filopodii” – wyjaśnia współautor Yan Tang, asystent habilitowanego w biologii obliczeniowej.
Cytoszkielet jest strukturą wspierającą komórki, odpowiedzialną za nadanie jej kształtu. Ma również dodatkowe funkcje, z których jedna polega na formowaniu występów filopodi.
Metoda może zabić komórki rakowe
Eksperymenty ujawniły, że proste wiązanie nanopodów z integryną opóźniło migrację komórek rakowych.
Co istotne, metoda ta pozwoliła uniknąć zdrowych komórek, które mogłyby uczynić tę terapię drastycznie mniej szkodliwą dla pacjentów poddawanych toksycznej chemioterapii.
„Istnieją pewne specyficzne integryny, które są nadprodukowane w komórkach rakowych” – wyjaśnia Moustafa Ali, jeden z pierwszych autorów badania. „A ty nie znajdujesz ich tak wiele w zdrowych komórkach.”
W drugim etapie eksperymentu Prof. El-Sayed i zespół podgrzali nanocząstki złota za pomocą lasera światła bliskiej podczerwieni. To skutecznie zatrzymało migrację złośliwych komórek.
„Światło nie zostało zaabsorbowane przez komórki, ale złote nanopręciki wchłonęły je iw rezultacie rozgrzały się i częściowo stopiły komórki nowotworowe, z którymi są połączone, łącząc lamellipodie i filopodia.”
Moustafa Ali
W tym eksperymencie nie wszystkie komórki rakowe zostały zabite, ponieważ uniemożliwiłoby to badaczom zbadanie, czy skutecznie powstrzymali ich przed migracją. Jednak naukowcy twierdzą, że metoda ta może być dostosowana do zabijania złośliwych komórek.
Prof. El-Sayed i jego współpracownicy przeprowadzili wcześniej podobne eksperymenty na myszach, w których zastosowali tę samą metodę. Poprzednie badania nie wykazały toksyczności ze złota przez okres do 15 miesięcy po leczeniu.
Naukowcy mają nadzieję, że wkrótce będą mogli leczyć „głowy, szyję, piersi i nowotwory skóry za pomocą bezpośrednich, lokalnych nanorurek w połączeniu z laserem 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 autorzy.
Dowiedz się, w jaki sposób komórki raka gruczołu krokowego z kurkumą, czerwonymi winogronami i jabłkami „giną”.
