Pomys艂 zainspirowany ide膮 鈥瀖agicznego pocisku鈥�
Ju偶 kilkadziesi膮t lat temu naukowcy wymy艣lili koncepcj臋 tzw. magic bullet 鈥� czyli leku, kt贸ry trafia wy艂膮cznie w chore kom贸rki. Polscy badacze postanowili zastosowa膰 t臋 ide臋 w praktyce. Stworzyli miniaturowe 鈥瀊anieczki鈥� 鈥� kapsu艂ki o 艣rednicy ok. 100 nanometr贸w (czyli milion razy mniejsze od ziarenka piasku), kt贸re mog膮 transportowa膰 lek bezpo艣rednio do kom贸rek nowotworowych.
Leki takie jak paklitaksel (jeden z najbardziej toksycznych, ale i skutecznych chemioterapeutyk贸w) maj膮 t臋 wad臋, 偶e s膮 praktycznie nierozpuszczalne w wodzie, a przecie偶 ludzkie cia艂o sk艂ada si臋 w 70% w艂a艣nie z wody. Dzi臋ki mikrokapsu艂kom staje si臋 mo偶liwe ich 鈥瀙rzemycenie鈥� tam, gdzie s膮 potrzebne 鈥� do wn臋trza kom贸rek nowotworowych.
鈥� opowiada dr hab. Szwed
Jak to dzia艂a?
Wyobra藕my sobie ma艂膮 kulk臋, kt贸rej 鈥瀘s艂onka鈥� zbudowana jest z cz膮steczek dobrze poznanego, rozpuszczalnego w wodzie surfaktanta dodecylusiarczanu sodu (SDS).
Te cz膮steczki maj膮 dwie cz臋艣ci: hydrofilowe g艂贸wki 鈥� lubi膮ce wod臋 i hydrofobowe ogony 鈥� unikaj膮ce wody. We w艂a艣ciwych warunkach (mieszanie, obecno艣膰 poli-L-lizyny, odpowiednia temperatura, ) tworz膮 si臋 tzw. micelle, czyli kulki, kt贸re zamykaj膮 w swoim wn臋trzu leki nierozpuszczalne w wodzie 鈥� tak jak paklitaksel. Dodatkowo ca艂o艣膰 jest pokryta warstw膮 kwasu poli-L-glutaminowego , kt贸ry czyni kapsu艂ki bardziej 鈥瀗iewidzialnymi鈥� dla uk艂adu odporno艣ciowego. Dzi臋ki temu mog膮 d艂u偶ej kr膮偶y膰 w organizmie i skuteczniej trafia膰 do celu.
Guz nowotworowy nie jest uporz膮dkowan膮 struktur膮 biologiczn膮. Jest chaotyczny, z du偶ymi, nieregularnymi przestrzeniami mi臋dzykom贸rkowymi. Kapsu艂ki, dzi臋ki swojej wielko艣ci, 艂adunkowi maj膮 wi臋ksze szanse utkwi膰 w艂a艣nie w tym nieuporz膮dkowanym 艣rodowisku guza
i tam powoli uwalnia膰 lek.
鈥� dodaje dr hab. Szwed
Kom贸rki raka piersi cz艂owieka (MCF-7) po 48 godzinach od dodania do hodowli in vitro badanych kapsu艂ek (syntetyzowanych na bazie SDS i wype艂nionych lekiem przeciwnowotworowym - paklitakselem o st臋偶eniu 10 nM. Po podaniu kapsu艂ek zanotowano wyra藕ny spadek liczby kom贸rek i ograniczenie tempa ich podzia艂u. Kom贸rki by艂y wybarwione znacznikiem fluorescencyjnym CyQuant.
Kom贸rki raka piersi cz艂owieka (MCF-7) : kontrolne (nietraktowane lekiem)
Zdj臋cia wykonano podczas obserwacji mikroskopowych (mikroskop fluorescencyjny Olympus IX70, b臋d膮cy na wyposa偶eniu Katedry Biofizyki Medycznej U艁), powi臋kszenie 10 x 10.
Jak wygl膮daj膮 te kapsu艂ki?
Czytaj膮c o kapsu艂kach, wyobra偶amy sobie cz臋sto przezroczyste, pod艂u偶ne ampu艂ki, jak tabletki, kt贸re mo偶na po艂kn膮膰. Tymczasem te kapsu艂ki s膮 zupe艂nie inne. Nie maj膮 twardej os艂onki ani nie przypominaj膮 znanych z aptek lek贸w. S膮 tak ma艂e, 偶e nie da si臋 ich zobaczy膰 go艂ym okiem. Lek nadal znajduje si臋 w prob贸wce, jako przezroczysty p艂yn. Kapsu艂ki s膮 w nim 鈥瀠kryte鈥� i p艂ywaj膮 w zawiesinie jak mikroskopijne kulki. Cho膰 niewidzialne, otaczaj膮 to, co najcenniejsze 鈥� lek przeciwnowotworowy, chroni膮 go i kieruj膮 tam, gdzie jest naprawd臋 potrzebny.
Czy to ju偶 mo偶na stosowa膰 w szpitalach?
Nie. Obecnie wynalazek jest na etapie bada艅 podstawowych, kt贸rych wykonanie by艂o mo偶liwe dzi臋ki finansowaniu ze 艣rodk贸w Narodowego Centrum Nauki (NCN) dla zadania badawczego MINIATURA 4 . Oznacza to, 偶e testy by艂y prowadzone w laboratorium, na kom贸rkach hodowanych na szalkach, poza ustrojem cz艂owieka. Kolejny krok to:
testy na kom贸rkach w uk艂adzie 3D (bardziej przypominaj膮cym warunki w organizmie), badania in vivo 鈥� czyli na zwierz臋tach, a p贸藕niej, by膰 mo偶e we wsp贸艂pracy z firmami farmaceutycznymi , badania kliniczne na ludziach.
Droga od wynalazku do leku w aptece to co najmniej 12 lat pracy, ale ju偶 dzi艣 wyniki s膮 bardzo obiecuj膮ce.
鈥� m贸wi dr hab. Szwed
Niewidzialna kapsu艂ka 鈥� wielka nadzieja
Cho膰 jeszcze nie trafia do aptek, ten wynalazek ma potencja艂 zmieni膰 spos贸b, w jaki podajemy chemioterapi臋. Dzi臋ki inteligentnym kapsu艂kom, lek b臋dzie m贸g艂 trafia膰 prosto
do kom贸rek nowotworowych, oszcz臋dzaj膮c pacjentowi niepotrzebnych cierpie艅. To kolejny krok w stron臋 medycyny przysz艂o艣ci 鈥� bardziej celowanej, skutecznej i bezpiecznej.
惭补迟别谤颈补艂: dr hab. Marzena Szwed, Katedra Biofizyki Medycznej, Wydzia艂 Biologii i Ochrony 艢rodowiska U艁
Radakcja: Kacper Szczepaniak, Centrum Promocji, Wydzia艂 Biologii i Ochrony 艢rodowiska U艁