Terapia światłem i immunoterapia na raka

Profesor Uniwersytetu Technicznego w Eindhoven Jan CM van Hest ogłosił przełom w nieinwazyjnym leczeniu raka. Jego Instytut Złożonych Układów Molekularnych współpracował z kilkoma chińskimi instytucjami badawczymi, aby przetestować nową nanotechnologię, która rozwiązuje wady terapii fotodynamicznej. Artykuł szczegółowo opisujący pomyślny test metodologii został niedawno opublikowany w czasopiśmie ACS Nano.

Kurkuma na raka
Ranking elektrolitów
Szczepionka na raka?

Terapia światłem na raka

Terapia fotodynamiczna (PDT) to nietoksyczna, niechirurgiczna metoda leczenia raka, która zyskuje na popularności w kilku krajach, zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych i Chinach. Pacjentowi wstrzykuje się związek zwany fotouczulaczem, który reaguje na światło. Gdy fotouczulacz znajdzie się w pobliżu komórek nowotworowych jest aktywowany laserem. W wyniku reakcji powstaje tzw. singletowy tlen (singlet oxygen), który niszczy pobliskie komórki. Celowanie laserem pozwala im niszczyć komórki nowotworowe, ale również pośrednio aktywuje układ odpornościowy, który następnie atakuje raka.

Metoda PDT ma potencjał, by zmienić zasady leczenia raka piersi, raka prostaty, chłoniaków i innych guzów znajdujących się wystarczająco blisko skóry. Nie ma skutków ubocznych chemioterapii ani ryzyka operacji. Jednak, by metoda działała dobrze, należy rozwiązać trzy problemy. Najpierw należy skierować fotouczulacz, aby gromadził się wokół guza. Po drugie, reakcja potrzebuje cząsteczek tlenu, aby stworzyć singletowy tlen. Po trzecie, guzy mają substancję obronną, która rozkłada tlen singletowy.

Trzy problemy w metodzie Terapii fotodynamicznej (PDT)

Zespół inżynierów biomedycznych profesora Van Hesta zaprojektował pojedynczą nanocząstkę, która mogłaby rozwiązać wszystkie trzy problemy. Jest pokryta polimerami, które są wyzwalane przez kwaśne środowisko guza, aby przyczepić się do niego. Polimery są utrzymywane razem przez fotosensybilizator, działający zarówno jako pojemnik, jak i kluczowy ładunek. Katalaza przenoszona przez cząstkę rozkłada nadtlenek wodoru z guza, aby wytworzyć tlen. Tymczasem inny związek w cząsteczce rozkłada substancję obronną i co jest miłym efektem ubocznym, uwalnia mangan, co ułatwia obrazowanie MRI.

„To świetne rozwiązanie, w którym każdy element działa razem, aby wyłączyć mechanizmy obronne guza” – mówi profesor Van Hest.

Pomyślne wyniki, ale potrzebne są dalsze testy

Zespół ma nadzieję, że pomyślne wyniki ich prób doprowadzą do dalszych testów rewolucyjnej metody leczenia. Jednak zanim przejdzie do testów na ludziach, będzie musiał zostać przetestowany w bardziej złożonych systemach pod kątem bezpieczeństwa i skuteczności. W międzyczasie zespół poszukuje funkcji motorycznej napędzanej światłem, która prowadziłaby nanocząstki w głąb guzów, gdzie byłyby bardziej skuteczne.

Pracują nad immunoterapią

Z kolei Sophie Lucas (University of Louvain de Duve Institute) i jej zespołowi udało się zneutralizować cząsteczkę blokującą układ odpornościowy przed rakiem. Naukowcy z UCLouvain odkryli, że ta nowa immunoterapia zwiększa działanie innej dobrze znanej, ale nie zawsze skutecznej immunoterapii i umożliwia regresję guza. To bardzo obiecujące odkrycie w walce z rakiem zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications .

Immunoterapia raka jest manipulacją odpowiedziami immunologicznymi naturalnie występującymi w ludzkim organizmie w celu zwalczania nowotworu. Często te odpowiedzi immunologiczne są blokowane przez komórki lub cząsteczki, które uniemożliwiają im zabijanie komórek rakowych, a guz jest w stanie “zadomowić się” i rosnąć.

W 2004 roku Sophie Lucas, badaczka z Instytutu Uniwersytetu w Louvain de Duve, rozpoczęła badania nad blokowaniem odporności immunologicznej w nowotworach, aby zrozumieć funkcjonowanie komórek, o których mówi się, że są „immunosupresyjne” (blokują odpowiedź immunologiczną organizmu). Celem badać było właśnie ich zidentyfikowanie i usunięcie, a tym samym pobudzenie przeciwciał do działania przeciwko guzowi. Zidentyfikowani winowajcy to regulatorowe limfocyty T (Treg), komórki o silnym działaniu immunosupresyjnym u pacjentów z rakiem. W 2009 roku prof. Lucas odkrył GARP, cząsteczkę znajdującą się na powierzchni Treg.

W 2018 roku prof. Lucasowi w końcu udało się zrozumieć rolę GARP i okazało się, że cząsteczka pełni rolę przekaźnika Tregów, wysyłając sygnały blokujące odpowiedzi immunologiczne. Opracowuje narzędzie (przeciwciała anty-GARP) do neutralizacji i zapobiegania wysyłaniu sygnałów blokujących. To ważne odkrycie zostało opublikowane w czasopiśmie Science.

W sierpniu 2020 Nature Communications opublikowało wyniki pierwszych testów przeprowadzonych przez prof. Lucasa i jej zespół. Testy są bardzo obiecujące: naukowcom z UCLouvain udało się zneutralizować Treg u myszy z rakiem przy użyciu przeciwciał anty-GARP. Jeśli przekaźnik zostanie zneutralizowany, odpowiedzi immunologiczne nie zostaną zablokowane i mogą ponownie wyeliminować komórki rakowe. Guz szybko się cofa pod warunkiem, że przeciwciała anty-GARP zostaną połączone z inną sprawdzoną immunoterapią (przeciwciała anty-PD1). W ten sposób zespół UCLouvain łączy dwa uzupełniające się podejścia immunoterapii, działające w różny sposób na układ odpornościowy, w celu zwiększenia skuteczności leczenia raka.

Co dalej? Niebawem mają zostać przeprowadzone te same testy na ludziach, aby zapewnić skuteczniejsze rozwiązanie terapeutyczne w walce z rakiem.

Źródła: sciencedaily.com, phys.org/