Postępy w diagnozowaniu i leczeniu raka poprzez miejscowe wzbogacanie
Tlenek węgla (CO) jest najlepiej znany jako bezwonny, bezbarwny i zabójczy gaz. Jednak ostatnie badania sugerują, że może on również ratować życie. To dlatego, że CO posiada pewne właściwości przeciwzapalne i immunomodulacyjne, które można wykorzystać w leczeniu raka. Aby jednak móc wykorzystać ten potencjał terapeutyczny, najpierw należy opracować sposób na dostarczanie precyzyjnej, kontrolowanej w czasie dawki CO wyłącznie do miejsca występowania nowotworu, co jest celem finansowanego ze środków UE projektu NIRCOThera(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Powodzenie zaawansowanej diagnostyki i leczenia nowotworów zależy od miejscowego wzbogacania leków lub środków kontrastowych w miejscu występowania nowotworu”, wyjaśnia He Li, stypendystka działania „Maria Skłodowska-Curie”, która prowadziła swoje badania na Uniwersytecie w Cambridge(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Poprawa skuteczności i bezpieczeństwa obrazowania nowotworów
Przy wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Li opracowuje innowacyjny proces precyzyjnego i kontrolowanego uwalniania CO do miejsca występowania nowotworu. W tym celu początkowo starała się ona stworzyć nanonarzędzie łączące w sobie jednościenne nanorurki węglowe(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (ang. single-walled carbon nanotube, SWCNT), fosfolipidy PEGylowane(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i cząsteczki uwalniające CO(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Narzędzie to umożliwiłoby wówczas dostarczanie i zaprogramowane uwalnianie CO w miejscach występowania nowotworu. „Niestety ze względu na niestabilność związków metaloorganicznych w danych warunkach nie udało się stworzyć takiego połączenia”, dodaje Li. „Zamiast tego wróciliśmy do fazy projektowania i zbadaliśmy inne metody precyzyjnego i kontrolowanego dostarczania takich proleków(odnośnik otworzy się w nowym oknie) jak CO do miejsc występowania nowotworu”. Zwycięska metoda polega na dwuetapowym podawaniu odczynników biortogonalnych(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Najpierw w roli proleków chemoterapeutycznych lub sond diagnostycznych podawane są SWCNT zmodyfikowane tetrazyną (TZ@SWCNT) i cząsteczki zawierające karbaminian TCO. Po wzbogaceniu w określonym miejscu występowania nowotworu TZ@SWCNT służą jako wyzwalacz biortogonalny, w ten sposób aktywując na miejscu molekuły efektorowe, oszczędzając zdrowe tkanki. „W końcu udało nam się opracować strategię aktywacji proleków w celu miejscowego wzbogacania aktywnego leku ze specyficznością pod względem nowotworu i precyzją czasoprzestrzenną”, mówi Li. „W rezultacie pomogliśmy w poprawie skuteczności i bezpieczeństwa obrazowania i leczenia nowotworów”. W ramach projektu zademonstrowano również pierwsze zastosowanie sondy fluorescencyjnej opartej na spektroskopii w bliskiej podczerwieni(odnośnik otworzy się w nowym oknie) o zastosowaniu biortogonalnym do obrazowania w czasie rzeczywistym modelu nowotworu w ksenografcie(odnośnik otworzy się w nowym oknie) u żywych myszy, co czyni ją obiecującym kandydatem do stosowania podczas obrazowych operacji raka.
Znacząca zmiana w zakresie leczenia raka
Według Li platforma NIRCOThera do aktywacji proleków na żądanie może znacząco ulepszyć istniejące schematy leczenia raka. „Umożliwiając celowane podawanie i aktywację na żądanie, proces ten może stanowić istotną zmianę w zakresie leczenia raka”, zauważa. Ponadto opracowana w ramach projektu sonda może być wykorzystywana do innych zastosowań diagnostycznych i obrazowych, takich jak operacje nowotworów z wykorzystaniem obrazowania fluorescencyjnego, bioobrazowanie o bardzo dużej rozdzielczości oraz wysokoprzepustowe badania przesiewowe. Li, obecnie piastująca stanowisko starszego pracownika naukowego w firmie AstraZeneca(odnośnik otworzy się w nowym oknie), stosuje tę metodę do dostarczania organicznych proleków opartych na CO i biortogonalnej immunoterapii przeciwnowotworowej.
