Ερευνητές ανέπτυξαν νανοσωματίδια πυριτίας που μπορούν να καταστρέψουν άμεσα τους όγκους του προστάτη και ταυτόχρονα να ενεργοποιήσουν το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού, σύμφωνα με νέα προκλινική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cancer Research.
Η ανακάλυψη προέρχεται από επιστήμονες του Weill Cornell Medicine και του Cornell Duffield College of Engineering. Σε ποντίκια με επιθετικό καρκίνο του προστάτη, τα νανοσωματίδια πέτυχαν πλήρη ύφεση πολλών όγκων, ανοίγοντας τον δρόμο για μελλοντικές κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους.
Τι είναι τα νανοσωματίδια πυριτίας
Τα νανοσωματίδια, γνωστά ως «Cornell Prime dots» ή C' dots, κατασκευάζονται από άμορφη πυριτία, μια μορφή διοξειδίου του πυριτίου που απαντάται φυσικά σε τρόφιμα και σε απολιθωμένα υπολείμματα μικροοργανισμών. Αρχικά είχαν σχεδιαστεί για τη βελτίωση της ιατρικής απεικόνισης και ήδη βρίσκονται σε προχωρημένες κλινικές δοκιμές για χειρουργικές επεμβάσεις με καθοδήγηση εικόνας.
Πρόσφατα, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα σωματίδια αυτά μπορούν επιλεκτικά να βλάπτουν τα καρκινικά κύτταρα, αφήνοντας σχεδόν ανέπαφα τα υγιή.
Πώς λειτουργούν
Η μελέτη αποκάλυψε ότι τα νανοσωματίδια δρουν μέσω δύο μηχανισμών. Πρώτον, καθιστούν τα καρκινικά κύτταρα εξαιρετικά ευάλωτα σε μια διαδικασία που ονομάζεται «σιδηροπτώση» (ferroptosis) — μια εξειδικευμένη μορφή κυτταρικού θανάτου που προκαλείται από έντονη οξείδωση στο εσωτερικό των κυττάρων. Κατά τη σιδηροπτώση, η οξείδωση καταστρέφει μόρια, ιδιαίτερα τα λιπαρά μόρια που αποτελούν τις κυτταρικές μεμβράνες, οδηγώντας τελικά στη διάλυση των κυττάρων.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα νανοσωματίδια συλλέγουν θετικά φορτισμένα ιόντα σιδήρου από την κυκλοφορία του αίματος και τα μεταφέρουν στα καρκινικά κύτταρα, όπου τα ιόντα τροφοδοτούν την έντονη οξείδωση που πυροδοτεί τη σιδηροπτώση.
Δεύτερον, τα νανοσωματίδια μεταμορφώνουν το μικροπεριβάλλον του όγκου: από μια ανοσοανθεκτική «ψυχρή» κατάσταση το μετατρέπουν σε μια ανοσοδραστική «θερμή» κατάσταση. Τα Τ-κύτταρα, τα μακροφάγα και άλλα ανοσοκύτταρα κοντά στους όγκους μετατοπίστηκαν από ανενεργές ή ανοσοκατασταλτικές καταστάσεις σε ενεργά κύτταρα που καταπολεμούν τον καρκίνο.
Αποτελέσματα συνδυαστικής θεραπείας
Τα πιο εντυπωσιακά αποτελέσματα προήλθαν από μελέτες επιβίωσης. Από μόνα τους, τόσο τα C' dots όσο και η ανοσοθεραπεία βελτίωσαν μέτρια την επιβίωση σε σύγκριση με τη μη θεραπεία. Ωστόσο, ο συνδυασμός των νανοσωματιδίων με θεραπεία ανοσολογικού σημείου ελέγχου (immune checkpoint blockade) παρήγαγε πλήρη ή σχεδόν πλήρη ύφεση και αόριστη επιβίωση σε τέσσερα από τα δέκα ποντίκια.
Η προσθήκη μιας τρίτης θεραπείας, του αποκλεισμού CSF-1R (που στοχεύει τα μακροφάγα που σχετίζονται με τον όγκο), αύξησε τον αριθμό των πλήρων υφέσεων σε πέντε από τα δέκα ποντίκια.
«Δεν υπάρχει τίποτα άλλο εκεί έξω που να έχει τόσο ισχυρή και διαρκή επίδραση στην καταστολή της ανάπτυξης όγκων», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας Δρ. Μισέλ Μπράντμπερι, καθηγήτρια Απεικονιστικής Έρευνας στη Ραδιολογία και διευθύντρια του Ινστιτούτου Μοριακής Απεικόνισης στο Weill Cornell Medicine.
«Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα στοιχεία αυτής της εργασίας είναι η σύγκλιση άμεσης θανάτωσης καρκινικών κυττάρων με ευρεία ανοσολογική αναδιαμόρφωση», σημείωσε ο συν-συγγραφέας Δρ. Τζεντ Γούλτσοκ, διευθυντής του Κέντρου Καρκίνου Meyer στο Weill Cornell Medicine.
Ασφάλεια και επόμενα βήματα
Για να διασφαλίσουν ότι η θεραπεία φτάνει στα καρκινικά κύτταρα του προστάτη, η ομάδα προσάρμοσε ένα μόριο-στόχο που αναγνωρίζει την PSMA, μια πρωτεΐνη που βρίσκεται στην επιφάνεια των καρκινικών κυττάρων του προστάτη. Αν και μερικά σωματίδια συσσωρεύτηκαν προσωρινά σε άλλα όργανα, όπως ο σπλήνας, οι ερευνητές δεν εντόπισαν σημάδια τοξικότητας εκτός των όγκων.
Η ερευνητική ομάδα συνεχίζει να μελετά αυτά τα νανοσωματίδια πυριτίας ως μια δυνητικά νέα κατηγορία αντικαρκινικών θεραπειών, ικανών να επηρεάζουν ταυτόχρονα φλεγμονώδεις, ανοσολογικές και μεταβολικές οδούς. Μακροπρόθεσμος στόχος τους είναι η αξιολόγηση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας της θεραπείας σε κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους.