Zabójcze dla nowotworów nanocząsteczki można wykorzystać w walce z chorobą maskując ich prawdziwą naturę. Nanocząsteczki „przebrane” za niezbędne do rozwoju nowotworu aminokwasy mogą na zasadzie "konia trojańskiego" wniknąć do komórki nowotworowej i rozsadzić ją od środka. Podczas eksperymentów laboratoryjnych metoda okazała się bardzo obiecująca.
Ten „koń trojański” to w rzeczywistości nanocząsteczka pokryta aminokwasem L-fenyloalaniną, który jest niezbędny do przetrwania i wzrostu komórek nowotworowych. L-fenyloalanina nie jest wytwarzana w organizmie i musi być wchłaniana z żywności, zazwyczaj z mięsa i produktów mlecznych – wskazują naukowcy z Nanyang Technological University (NTU) w Singapurze. Ich badania opublikowano w czasopiśmie „Small”.
Wcześniej naukowcy wykazali, że wzrost nowotworu może zostać spowolniony lub powstrzymany przez zagłodzenie komórek nowotworowych, czyli spożywanie mniejszej ilości aminokwasów, które są niezbędne do ich wzrostu. Jak wynika z badań, odpowiednia dieta pozbawiona białka może pomóc w leczeniu raka.
Jednak takie rygorystyczne diety nie są odpowiednie dla wszystkich pacjentów. Niektórzy cierpią na niedożywienie, organizmy innych są wyniszczone przez długą chorobę, która powoduje utratę masy ciała i mięśni. Przestrzeganie podobnych diet może też być dla niektórych po prostu bardzo trudne.
Znając zależność komórek nowotworowych od aminokwasów, naukowcy postanowili podejść do problemu z innej strony. Wykorzystali w tym celu nanocząsteczkę krzemionki, uznawaną przez amerykański Urząd ds. Żywności i Leków jako bezpieczną, którą pokryli L-fenyloalaniną. W badaniach laboratoryjnych okazało się, że taka kombinacja zabija komórki nowotworowe powodując ich samozniszczenie.
Lecznicza nanocząsteczka jest niezwykle mała, ma średnicę 30 nanometrów, czyli jest 30 tys. razy mniejsza od średnicy włosa. Została nazwana „Nanoscopic phenylalanine Porous Amino Acid Mimic”, w skrócie Nano-pPAAM.
Zespół naukowców twierdzi, że wyniki testów laboratoryjnych są bardzo obiecujące. – Wcześniej nanomateriały były wykorzystywane jako nośniki leków, a nie jako leki. Zmieniliśmy to podejście – mówi prof. Dalton Tay, główny autor badań. – Nano-pPAAM dociera do komórek rakowych i je zabija, nie potrzebując przy tym żadnej zewnętrznej aktywacji. Aminokwas L-fenyloalanina działa jak "koń trojański", płaszcz maskujący nanoterapeutę – dodaje.
Naukowcy przetestowali skuteczność Nano-pPAAM w laboratorium. Stwierdzili, że nanocząsteczka zabiła około 80 proc. komórek raka piersi, skóry i żołądka, co można porównać ze skutecznością leków stosowanych obecnie podczas chemioterapii. U myszy rozwój nowotworu po podaniu Nano-pPAAM został znacznie ograniczony w porównaniu do modeli kontrolnych.
Dalsze badania wykazały, że powłoka aminokwasowa Nano-pPAAM wspomaga wnikanie nanocząsteczek do komórek nowotworowych. Gdy już dostanie się do środka, nanocząsteczka stymuluje nadmierną produkcję reaktywnych form tlenu, co prowadzi do samozniszczenia komórki. Jednocześnie nic złego nie dzieje się z pozostałymi, zdrowymi komórkami.
- Przy obecnej chemioterapii problemem jest to, że nawracający rak staje się odporny na podawane leki – mówi współautor badań prof. Tan Nguan. - Nasza strategia nie obejmuje stosowania żadnych dodatkowych środków farmakologicznych, ale opiera się na unikalnych właściwościach nanocząsteczek, które uwalniają taki poziom reaktywnych form tlenu, który zabija komórki nowotworowe – dodaje.
- To nowe podejście daje nadzieję na pomoc osobom, u których nie działa konwencjonalne leczenie. Nowotwory często rozwijają mechanizmy oporności na obecnie stosowane leki, czyniąc je nieskutecznymi. Taki "koń trojański” działa przez zupełnie inny mechanizm. I to taki, na który komórki nie będą mogły się uodpornić – przekonuje onkolog, prof. Tan Ern Yu, komentując nowe badania.
Naukowcy chcą nadal ulepszać skład Nano-pPAAM, aby uczynić nanocząsteczkę jeszcze bardziej precyzyjną w docieraniu do określonych typów nowotworów.
Źródło i fot.: Nanyang Technological University
