Νανοσωματίδια πυριτίας κατάφεραν να εξαλείψουν τον επιθετικό καρκίνο του προστάτη σε ποντίκια, σύμφωνα με νέα προκλινική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cancer Research. Η πρωτοποριακή προσέγγιση, που συνδυάζει άμεση καταστροφή των καρκινικών κυττάρων και ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος, πέτυχε πλήρη ύφεση σε αρκετά πειραματόζωα, ανοίγοντας τον δρόμο για μελλοντικές κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους.
Επιστήμονες του Weill Cornell Medicine και του Cornell Duffield College of Engineering ανέπτυξαν εξαιρετικά μικροσκοπικά νανοσωματίδια από άμορφη πυριτία (διοξείδιο του πυριτίου), ενός υλικού που απαντάται φυσικά σε τρόφιμα και σε απολιθώματα μικροοργανισμών. Τα σωματίδια αυτά, γνωστά ως Cornell Prime dots (C' dots), είχαν αρχικά σχεδιαστεί για τη βελτίωση της ιατρικής απεικόνισης και ήδη βρίσκονται σε προχωρημένες κλινικές δοκιμές.
\n\n## Διπλή στρατηγική κατά του καρκίνου\n\nΤα νανοσωματίδια πυριτίας επιτίθενται στον καρκίνο του προστάτη με δύο ταυτόχρονους μηχανισμούς. Πρώτον, πυροδοτούν μια διαδικασία που ονομάζεται «φερρόπτωση» (ferroptosis), μια εξειδικευμένη μορφή κυτταρικού θανάτου που προκαλείται από υπερβολική οξείδωση στο εσωτερικό των καρκινικών κυττάρων. Η οξείδωση καταστρέφει κρίσιμα μόρια, ιδιαίτερα τα λιπίδια των κυτταρικών μεμβρανών, οδηγώντας τελικά στη διάλυση των κυττάρων.
Ο ακριβής μηχανισμός δεν έχει ακόμη πλήρως διευκρινιστεί, αλλά τα στοιχεία δείχνουν ότι τα νανοσωματίδια συλλέγουν θετικά φορτισμένα ιόντα σιδήρου από την κυκλοφορία του αίματος και τα μεταφέρουν μέσα στα καρκινικά κύτταρα. Εκεί, τα ιόντα σιδήρου τροφοδοτούν την έντονη οξείδωση που οδηγεί στη φερρόπτωση.
\n\n## Επαναφορά του ανοσοποιητικού συστήματος\n\nΠέρα από την άμεση εξόντωση των καρκινικών κυττάρων, τα νανοσωματίδια μεταμόρφωσαν ολόκληρο το ανοσολογικό περιβάλλον γύρω από τον όγκο. Τα Τ-λεμφοκύτταρα, τα μακροφάγα και άλλα κύτταρα του ανοσοποιητικού που βρίσκονταν κοντά στους όγκους μεταπήδησαν από ανενεργές ή ανοσοκατασταλτικές καταστάσεις σε ενεργά κύτταρα που μάχονται τον καρκίνο.
Ταυτόχρονα, τα νανοσωματίδια μετέτρεψαν το μικροπεριβάλλον του όγκου από μια «ψυχρή» (ανθεκτική στο ανοσοποιητικό) κατάσταση σε μια «θερμή» (ανοσολογικά ενεργή) κατάσταση, καθιστώντας τους όγκους πολύ πιο ευάλωτους σε εγκεκριμένες θεραπείες ανοσοθεραπείας. Επιπλέον, διέκοψαν μεταβολικές διαδικασίες σε διάφορους τύπους κυττάρων εντός του μικροπεριβάλλοντος, επιβραδύνοντας περαιτέρω την ανάπτυξη των όγκων.
Για να εξασφαλιστεί ότι η θεραπεία φτάνει στα κύτταρα του καρκίνου του προστάτη, η ερευνητική ομάδα προσάρμοσε ένα μόριο-στόχο που αναγνωρίζει την PSMA, μια πρωτεΐνη που βρίσκεται στην επιφάνεια των καρκινικών κυττάρων του προστάτη. Παρά τη βραχεία συσσώρευση κάποιων σωματιδίων σε άλλα όργανα όπως ο σπλήνας, οι ερευνητές δεν εντόπισαν σημάδια τοξικότητας εκτός των όγκων.
\n\n## Συνδυαστική θεραπεία: Τα πιο εντυπωσιακά αποτελέσματα\n\nΤα πιο εντυπωσιακά ευρήματα προέκυψαν από μελέτες επιβίωσης σε ποντίκια με επιθετικό καρκίνο του προστάτη. Τόσο τα C' dots όσο και η ανοσοθεραπεία ξεχωριστά βελτίωσαν οριακά την επιβίωση σε σύγκριση με τη μη θεραπεία. Ωστόσο, ο συνδυασμός των νανοσωματιδίων με μια θεραπεία ανοσολογικού σημείου ελέγχου (immune checkpoint blockade) παρήγαγε πλήρη ή σχεδόν πλήρη ύφεση και απεριόριστη επιβίωση σε τέσσερα από τα δέκα ποντίκια.
Η προσθήκη μιας τρίτης θεραπείας, του CSF-1R αποκλεισμού που στοχεύει τα μακροφάγα που σχετίζονται με τον όγκο, αύξησε τον αριθμό των πλήρων υφέσεων σε πέντε από τα δέκα ποντίκια.
«Πιστεύουμε ότι δεν υπάρχει άλλη θεραπεία εκεί έξω που να έχει τόσο ισχυρή και διαρκή επίδραση στην καταστολή της ανάπτυξης των όγκων», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας Δρ. Michelle Bradbury, καθηγήτρια Απεικονιστικής Έρευνας στη Ραδιολογία και διευθύντρια του Ινστιτούτου Μοριακής Απεικόνισης Καινοτομίας στο Weill Cornell Medicine.
«Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα στοιχεία αυτής της εργασίας είναι η σύγκλιση της άμεσης θανάτωσης καρκινικών κυττάρων με την ευρεία ανοσολογική αναδιαμόρφωση», σημείωσε ο συν-συγγραφέας Δρ. Jedd Wolchok, διευθυντής του Sandra and Edward Meyer Cancer Center. «Δημιουργώντας συνθήκες που υποστηρίζουν μια πιο αποτελεσματική αντικαρκινική ανοσολογική απόκριση, αυτά τα σωματίδια μπορεί να βοηθήσουν στο ξεκλείδωμα του πλήρους δυναμικού της ανοσοθεραπείας στον καρκίνο του προστάτη, όπου οι διαρκείς αποκρίσεις ήταν ιστορικά δύσκολο να επιτευχθούν».
\n\n## Επόμενο βήμα: Κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους\n\nΗ ερευνητική ομάδα συνεχίζει να διερευνά αυτά τα υπερμικρά νανοσωματίδια πυριτίας ως μια νέα δυνητική κατηγορία αντικαρκινικών θεραπειών, ικανών να επηρεάζουν ταυτόχρονα φλεγμονώδεις, ανοσολογικές και μεταβολικές οδούς. Ο μακροπρόθεσμος στόχος είναι η αξιολόγηση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας της θεραπείας σε κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους.
Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ, το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου (NIH), και το Parker Institute for Cancer Immunotherapy, και αποτελεί καρπό πολυετούς συνεργασίας μεταξύ των εργαστηρίων των Dr. Bradbury και Dr. Wiesner.