A nanorészecskék egyenes irányítása a daganatok felé

A kutatók személyre szabott anyagokkal követik nyomon a rákos sejteket

A modern rákellenes terápiák célja a tumorsejtek megtámadása, az egészséges szövetek kímélése mellett. A Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) és az FU Berlin interdiszciplináris kutatócsoportja jelentős előrelépést tett ezen a területen: a tudósok apró nanorészecskéket állítottak elő, amelyeket kifejezetten a rákos sejtek megcélzásához terveztek. Közvetlenül eljuthatnak a tumorsejtekhez, és fejlett képalkotó technikák segítségével vizualizálhatják azokat. Mind a petri-csészékben, mind az állatmodellekben a tudósok hatékonyan el tudták vezetni a nanorészecskéket a rákos sejtekhez. A következő lépés az új technika és a terápiás megközelítések kombinálása.

A HZDR kutatói úgynevezett dendrites poliglicerinekből álló apró, biokompatibilis nanorészecskékkel kezdenek, amelyek hordozó molekulákként szolgálnak. "Módosíthatjuk ezeket a részecskéket és különféle funkciókat vezethetünk be" - magyarázza Dr. Kristof Zarschler, a HZDR Radiofarmáciai Rákkutató Intézetének tudományos munkatársa. "Például antitestfragmentumot csatolhatunk a rákos sejtekhez specifikusan kötődő részecskéhez. Ez az antitestfragmens a mi célcsoportunk, amely a nanorészecskét a tumorhoz irányítja."

A módosított nanorészecskék célpontja az EGFR (epidermális növekedési faktor receptor) néven ismert antigén. A rák bizonyos típusaiban, például az emlőrákban vagy a fej-nyak daganatokban ez a fehérje túlzottan expresszálódik a sejtek felszínén. "Meg tudtuk mutatni, hogy megtervezett nanorészecskéink ezeken a receptorokon keresztül előnyösen kölcsönhatásba lépnek a rákos sejtekkel" - erősíti meg Dr. Holger Stephan, a HZDR Nanoscalic Systems Group vezetője. "A nem specifikus antitesttel módosított hasonló nanorészecskékkel végzett kontroll vizsgálatok során lényegesen kevesebb nanorészecske halmozódott fel a tumorsejtekben."

A tudósok intenzíven tanulmányozták a nanorészecskék viselkedését sejttenyészetekben és állatmodellben is. Erre a célra további riporterjellemzőkkel látták el a nanorészecskéket, amint Kristof Zarschler kifejti: "Két kiegészítő lehetőséget alkalmaztunk. Az antitestek mellett festékmolekulákat és radionuklidokat kapcsoltunk a nanorészecskékhez. A festékmolekula a közeli infravörös spektrumban bocsát ki amely behatol a szövetbe, és megfelelő mikroszkóppal láthatóvá tehető. A festék így kideríti, hogy a nanorészecskék pontosan hol találhatók. " A réz-64 radionuklid hasonló célt tölt be. Sugárzást bocsát ki, amelyet egy PET szkenner detektál (pozitronemissziós tomográfia). A jeleket ezután háromdimenziós képpé lehet alakítani, amely vizualizálja a nanorészecskék eloszlását a szervezetben.

Kiváló tulajdonságok élő organizmusokban

Ezeknek a képalkotó technikáknak a segítségével a kutatók képesek voltak megmutatni, hogy a nanorészecskék felhalmozódása a daganatszövetben az egereknek történő beadást követően legfeljebb két nappal eléri. A jelzett nanorészecskék ezt követően a vesén keresztül eliminálódnak anélkül, hogy a szervezet számára megterhelést jelentenének. "Láthatóan ideálisak méretükben és tulajdonságaikban" - mondja Holger Stephan. "A kisebb részecskék néhány órán belül kiszűrődnek a vérből, és csak rövid távú hatást gyakorolnak. Ha viszont a részecskék túl nagyok, akkor a lépben, a májban vagy a tüdőben felhalmozódnak, és nem távolíthatók el. a testből a vesén és a hólyagon keresztül. " A három nanométer pontos nagyságú nanorészecskék és a hozzájuk kapcsolódó antitestfragmensek közötti kölcsönhatás nyilvánvalóan pozitívan befolyásolja az antitest eloszlását és visszatartását a szervezetben, valamint annak kiválasztási profilját.

A jövőbeni kísérletek során a HZDR kutatói azt akarják tesztelni, hogy módosíthatják-e rendszerüket más alkatrészek hordozására. Kristof Zarschler leírja a terveket: "Elviheti ezeket a nanorészecskéket, és egy hatóanyaggal funkcionalizálhatja őket. Ezután egy gyógyszert közvetlenül a daganatba juttathat. Ez lehet egy terápiás radionuklid, amely elpusztítja a daganatsejteket." Az EGFR-től eltérő fehérjékre specifikus antitestfragmensek is kapcsolódhatnak a rák különböző típusainak megcélzásához.