Ερευνητές του Oregon State University ανέπτυξαν μια πολλά υποσχόμενη πειραματική στρατηγική για τη θεραπεία του γλοιοβλαστώματος, της πιο επιθετικής μορφής καρκίνου του εγκεφάλου. Λιγότερο από το 30% των ασθενών επιβιώνει δύο χρόνια μετά τη διάγνωση.
Η εργασία, με επικεφαλής τους Oleh Taratula, Olena Taratula και Yoon Tae Goh του Κολλεγίου Φαρμακευτικής του OSU, επικεντρώνεται σε δύο σημαντικά ζητήματα που περιόρισαν εδώ και καιρό τη θεραπεία του γλοιοβλαστώματος. Πρώτον, οι θεραπείες πρέπει να διασχίζουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, ένα στενά ρυθμισμένο δίκτυο κυττάρων που προστατεύει το κεντρικό νευρικό σύστημα από ουσίες που κυκλοφορούν στην κυκλοφορία του αίματος. Δεύτερον, η θεραπεία πρέπει να φτάσει στα καρκινικά κύτταρα χωρίς να επηρεάζει τον υγιή ιστό.
Τα επικαλυμμένα με ζάχαρη νανοσωματίδια στοχεύουν όγκους εγκεφάλου
Σε ένα μοντέλο ποντικιού, οι ερευνητές εξέτασαν νανοσωματίδια λιπιδίων φορτωμένα με γενετικό υλικό που έχουν σχεδιαστεί για να αποκαθιστούν την ικανότητα του σώματος να καταστέλλει την ανάπτυξη του όγκου. Τα σωματίδια στη συνέχεια επικαλύφθηκαν με μια επικάλυψη ζάχαρης που τα βοήθησε να εισέλθουν στον εγκέφαλο και να συγκεντρωθούν μέσα στον όγκο.
Σύμφωνα με αποτελέσματα που δημοσιεύτηκαν στο Journal of Controlled Release, αυτή η μέθοδος αύξησε τον χρόνο επιβίωσης σε ποντίκια με γλοιοβλάστωμα κατά 50%.
Η ζάχαρη που χρησιμοποιήθηκε στην επίστρωση ήταν μαννόζη, η οποία σχετίζεται στενά με τη γλυκόζη, την κύρια πηγή ενέργειας του σώματος. Τα κύτταρα που επενδύουν τα αιμοφόρα αγγεία στον εγκέφαλο περιέχουν έναν μεταφορέα που ονομάζεται GLUT1, ο οποίος συνήθως μεταφέρει γλυκόζη στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Το GLUT1 αναγνωρίζει επίσης τη μαννόζη, επιτρέποντας στα επικαλυμμένα νανοσωματίδια να χρησιμοποιούν την ίδια οδό για να διασχίσουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό.
«Υπάρχει σχετικά υψηλή συγκέντρωση γλυκόζης στο αίμα και τα νανοσωματίδια ανταγωνίζονται για την προσοχή της GLUT1», λέει ο Oleh Taratula. “Για να αποκτήσουν νανοσωματίδια, χρειάζονται μια επιφάνεια σακχάρου με πυκνή επικάλυψη, και αυτή είναι η κεντρική μας καινοτομία. Συνδέοντας χημικά τη μαννόζη με τη χοληστερόλη, ένα κύριο δομικό συστατικό των νανοσωματιδίων, βελτιώσαμε την επιφανειακή κάλυψη έξι φορές.”
Κατανομή ογκοκατασταλτικού mRNA
Τα νανοσωματίδια φέρουν αγγελιοφόρο RNA που κατευθύνει τα κύτταρα να παράγουν PTEN, μια πρωτεΐνη που βοηθά στην πρόληψη της ανεξέλεγκτης ανάπτυξης όγκου. Το PTEN συχνά απουσιάζει ή είναι ανενεργό στα κύτταρα του γλοιοβλαστώματος.
Για να αποτρέψουν τη διάσπαση του mRNA πριν φτάσει στο στόχο του, οι ερευνητές πρόσθεσαν ένα θετικά φορτισμένο παράγωγο χοληστερόλης που συνέβαλε στη διατήρηση του γενετικού υλικού με ασφάλεια μέσα στα νανοσωματίδια.
Τα κύτταρα γλοιοβλαστώματος παράγουν επίσης ασυνήθιστα υψηλά επίπεδα GLUT1. Αυτή η διαφορά επέτρεψε στα επικαλυμμένα με ζάχαρη σωματίδια να συσσωρεύονται περισσότερο στους όγκους μετά τη διέλευση στον εγκέφαλο.
«Το γλοιοβλάστωμα επαναπρογραμματίζεται μεταβολικά και εκφράζει το GLUT1 σε τριπλάσιο επίπεδο από τον φυσιολογικό εγκεφαλικό ιστό, έτσι τα σωματίδια κατά προτίμηση συσσωρεύονται στον ιστό όγκου αφού διασχίσουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό», λέει η Olena Taratula. “Και η αποκατάσταση της έκφρασης PTEN στα καρκινικά κύτταρα αποκατέστησε τον έλεγχο της ανάπτυξης. Σε επαναλαμβανόμενες δόσεις, οι όγκοι συρρικνώθηκαν χωρίς καμία μετρήσιμη τοξικότητα οργάνων.”
Ένας θανατηφόρος και δύσκολος στη θεραπεία καρκίνος
Το γλοιοβλάστωμα επηρεάζει περίπου 3,19 άτομα ανά 100.000 στις Ηνωμένες Πολιτείες. Εμφανίζεται συχνότερα στους άνδρες παρά στις γυναίκες και η διάμεση ηλικία διάγνωσης είναι 64. Περισσότερο από το 95% των ασθενών πεθαίνουν μέσα σε πέντε χρόνια από τη διάγνωση
Στη μελέτη συνέβαλαν επίσης οι Vincent Cataldi, Vladislav Grigoriev, Neera Yadav, Tetiana Corzun, Chao Wang και Adam Alani από το College of Pharmacy.
Η έρευνα υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας, το Εθνικό Ινστιτούτο Παιδικής Υγείας και Ανθρώπινης Ανάπτυξης Eunice Kennedy Shriver και το Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών της Κορέας.
