Prative nanočestice punjene lijekom su potencijalno oružje protiv raka
Sitne čestice napunjene lijekom mogle bi biti novi alat u budućem liječenju karcinoma. Novo istraživanje koje su objavili švedski znanstvenici u časopisu Particle & Particle Systems Characterization pokazuje kako bi se takve nanočestice mogle koristiti u osiguravanju učinkovitog dostavljanja lijeka tumorskim stanicama i na koji ih je način moguće učiniti vidljivima na MR skenerima zbog kvalitetnijeg praćenja.
Tim, sastavljen od znanstvenika sa Karolinska instituta (Karolinska Institutet -KI) i Kraljevskog instituta za tehnologiju (Kungl Tekniska Högskolan -KTH) u Stockholmu te Chalmers sveučilišta tehnologije u Götheborgu (Chalmers Tekniska Högskolan), je razvio teranostičke nanočestice kombinirajući terapijsko djelovanje i dijagnostiku u jednom te istom nanomaterijalu.
„Za ovo istraživanje smo proizveli teranostičke nanočestice pomoću kojih je moguće obaviti precizno točan prijenos lijeka do tumorskih stanica u dojci.“, kaže Eva Malmström, profesorica na odjelu za kemijsku znanost i inženjerstvo KTH-a. „Čestice su također vidljive i na MR skeneru te se stoga mogu koristiti i u kontekstu medicinske dijagnostike. Materijal koji smo koristili je biorazgradiv i ne pokazuje znakove toksičnosti."
Novo istraživanje je rezultiralo metodom proizvodnje takvih teranostičkih čestica koje se spontano formiraju iz fabriciranih makromolekula (polimera). Omjer između hidrofilnih (koje se povezuje se s vodom) i hidrofobnih (koje odbijaja vodu) komponenti je izuzetno važan za uspješan ishod ovoga procesa, pri čemu hidrofilne komponente omogućavaju da čestice apsorbiraju lijek. Relativno visoka koncentracija izotopa 19F (fluor), kojega nalazimo u prirodi, čini čestice vidljivima na MR tomogramima visoke rezolucije i prateći teranostičke nano čestice u tijelu, znanstvenici mogu saznati kako je tumor primio lijek te koliko je sam tretman uspješan.
Znanstvenici su napunili nano čestice kemoterapijskim doksirubicinom koji se koristi u liječenju karcinoma mjehura, pluća, jajnika i dojke. Izvodeći eksperimente na kultiviranim česticama uspjeli su dokazati da su nanočestice, iako same po sebi bezopasne, izuzetno učinkovite u ubijanju stanica raka kada su napunjene lijekom.
Sljedeći korak je razvijanje sustava usmjerenog na tumore na mozgu, karcinom gušterače i otpornije zloćudne tumore dojke, koje je trenutno teško liječiti na učinkovit način kemoterapijom.
„Dodavanje ciljanih tumorskih skupina na površinu ili mijenjanje veličine te dodavanje ionskih skupina našim nanočesticama omogućit će veći selektivni unos ovih čestica u tumore“, kaže dr. Andreas Nyström, izvanredni profesor nanomedicine na Švedskom medicinskom centru za nanoznanost, sastavnom dijelu Odjela za neuroznanost sa Karolinska institutu.
Možemo se nadati da će jednoga dana ovo istraživanje dovesti do specijaliziranih kemoterapijskih tretmana koji isključivo djeluju na tumorske stanice. Na način da se lijek, toksičan za tijelo, može prenijeti na puno precizniji način do samog tumora, što bi tretman učinilo mnogo učinkovitijim te uvelike smanjilo nuspojave.
Termin teranostika (eng. theranostics), skovan od riječi terapija (eng. therapeutics) i dijagnostika (eng. diagnostics), odnosi se na napredni dostavno-dijagnostički sistem korišten medicini. Teranostika podrazumijeva dijagnosticiranje bolesti obradom podataka prikupljenih preko ugrađenih biosenzora praćeno odgovarajućom terapijom koja se najčešće prima preko ugrađenog uređaja spojenog sa senzorom.
Početak primjene teranostike vezan je uz 1998. godinu kada su istodobno, od strane američke Agencije za hranu i lijekove (Food and Drug Administration –FDA), odobrena dva tretmana, Genentech-ov Herceptin (za liječenje karcinoma dojke u stadiju IV) i Dako-ov HercepTest (za dijagnozu povećane ekspresije Her2 proteina). Her2 (Human Epidermal Growth Factor Receptor) protein je receptor koji regulira rast i dijeljenje tumorske stanice te njeno metastaziranje.
Nanoteranostika je teranostika koja se primjenjuje na razini nanometarskih dimenzija i omogućava veliku preciznost u kontekstu ciljane dostave terapije, odnosno lijeka, samo određenoj grupi stanica, a isto vrijeme i neinvazivno praćenje lokaliziranog djelovanja nanodostavnog sustava u organizmu.
Osnovni elementi teranostike su dijagnostička komponenta, dostavni sustav i aktivna supstanca, tj. lijek. Dijagnostička komponenta omogućava neinvazivno praćenje raspodijeljenosti nanosustava u organizmu, procjenjivanje potrebne količine lijeka i praćenje procesa ispuštanja, odnosno oslobađanja, lijeka. Dostavni sustav okružuje dijagnostičku komponentu i osigurava stabilnost koloidne disperzije, daje funkcionalne skupine za reakcije biokonjugacije i omogućava ugrađivanje lijeka. Aktivna supstanca je kovalentno ili nevalentno spojena s dostavnim sustavom te se na ciljano mjesto ispušta spontano ili pod utjecajem određenih stimulacija.
Teranostika se u praksi može primjenjivati kod odabira načina liječenja i testiranju reakcija na lijekove (odabir najučinkovitijeg tretmana za svakog pojedinca), predispozicijskog profiliranja (procjena mogućnosti razvoja određenih bolesti), nadziranju zdravstvenog stanja, dijagnosticiranju bolesti i simptoma bolesti te praćenju reakcije na određeni tretman.
Izvor: Karolinska Institutet