Kako nanočestice mogu potaknuti širenje raka
Novo istraživanje otkriva da neki nanomaterijali koje znanstvenici koriste u borbi protiv raka mogu imati suprotan učinak: da pomognu širenju tumora. Rezultati otkrivaju zašto bi se to moglo dogoditi i predlažu način da taj rizik pretvorimo u terapijsku prednost.
Nanočestice mogu natjerati stanice raka (ovdje prikazane) da se brže dijele i šire.Nanotehnologija se nedavno pojavila kao inovativan put za liječenje raka.
Primjerice, neki su istraživači osmislili nanočestice zlata koje mogu "potražiti" stanice raka i usitniti ih iznutra.
Drugi su, međutim, koristili nanokapsule za isporuku koncentriranih lijekova na krajnje precizan način, izbjegavajući nuspojave koje konvencionalna kemoterapija može izazvati.
No, od čega su ti "nanonositelji" i bi li materijali koje znanstvenici koriste u nanomedicini mogli pomoći, a ne spriječiti širenje raka?
Znanstvenici najčešće u terapijske svrhe, između ostalog, koriste zlato, titanov dioksid, srebro i silicijev dioksid.
Međutim, nova istraživanja - čiji se rezultati sada pojavljuju u časopisu Nanotehnologija prirode - sugerira da bi ti nanomaterijali mogli olakšati širenje stanica raka povećavajući jaz između stanica krvnih žila i omogućujući stanicama raka lakšu migraciju na nova mjesta.
Istraživači sa Nacionalnog sveučilišta u Singapuru (NUS) u blizini Clementija došli su do ovog zaključka nakon proučavanja nekoliko modela raka dojke kod glodavaca.
Fei Peng, s Odjela za kemijsko i biomolekularno inženjerstvo Tehničkog fakulteta NUS-a, prvi je autor rada.
Peng i suradnici taj su fenomen nazvali "curenjem endotela izazvanog nanomaterijalima" (NanoEL). U svom radu oni također predlažu nove načine na koje bi proizvođači lijekova mogli koristiti ovo otkriće za osmišljavanje učinkovitijih terapija za rak i druga stanja.
Nanočestice mogu ubrzati napredovanje raka
Peng i tim otkrili su da NanoEL ubrzava kretanje stanica raka s izvornog mjesta tumora na nova mjesta i pomaže stanicama raka koje su već u pokretu da izbjegnu cirkulaciju krvi.
David Leong, izvanredni profesor na Odsjeku za kemijsko i biomolekularno inženjerstvo na Tehničkom fakultetu NUS-a, jedan je od voditelja studije.
Objašnjava značenje ovih rezultata, rekavši, "Za pacijenta s karcinomom izravna implikacija naših otkrića je da dugotrajna, već postojeća izloženost nanočesticama - na primjer, svakodnevnim proizvodima ili onečišćivačima okoliša - može ubrzati napredovanje raka, čak i kada nanomedicina se ne primjenjuje. "
Nanočestice mogu često biti prisutne u prerađenoj hrani i kozmetičkim proizvodima poput krema i losiona.
"Interakcije između ovih sićušnih nanomaterijala", nastavlja Leong, "i bioloških sustava u tijelu moraju se uzeti u obzir tijekom dizajna i razvoja nanomedicine protiv raka."
"Ključno je", dodaje, "osigurati da nanomateriali koji isporučuju lijek protiv raka također nenamjerno ubrzavaju napredovanje tumora."
"Kako se otkrivaju nova otkrića u nanomedicini, moramo istodobno razumjeti što uzrokuje da ti nanomaterijali izazivaju neočekivane ishode."
David Leong
Od neprijatelja do prijatelja
Autori studije također objašnjavaju da bismo mogli iskoristiti isti mehanizam koji bi mogao predstavljati ranjivost u liječenju raka i potaknuti širenje tumora kako bismo postigli upravo suprotan učinak.
Čineći propuštanje krvnih žila, oni također mogu olakšati pristup lijekovima za kemoterapiju ili matičnim stanicama oštećenim tkivima.
"Trenutno istražujemo upotrebu efekta NanoEL", kaže Leong, "za uništavanje nezrelih tumora kada postoji malo ili nimalo nepropusnih krvnih žila za isporuku lijekova protiv raka u tumore."
"Moramo vrlo pažljivo koračati ovom finom linijom i optimizirati trajanje u kojem su tumori izloženi nanočesticama", dodaje. "To bi moglo omogućiti znanstvenicima da ciljaju izvor bolesti prije nego što se stanice raka prošire i postanu vrlo vatrostalni problem."
Uz rak, možda će biti moguće primijeniti nalaze i na druga stanja koja uključuju oštećene organe i tkiva.
Dalje objašnjava suvoditelj studije Han Kiat Ho s Odjela za farmaciju na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu NUS-a.
Prema njegovim riječima, NanoEL se „može eksploatirati i u drugim uvjetima gdje je neuspjeh curenja ključna značajka. Na primjer, ozljede organa poput fibroze jetre mogu uzrokovati pretjerano ožiljavanje ", kaže on," što rezultira gubitkom curenja što smanjuje ulazak hranjivih zaliha kroz krvne žile. "