Kako lahko nanodelci spodbujajo širjenje raka
Nove raziskave so pokazale, da imajo nekateri nanomateriali, ki jih znanstveniki uporabljajo za boj proti raku, nasproten učinek: pomagajo širiti tumorje. Rezultati razkrivajo, zakaj se to lahko zgodi, in predlagajo način, kako to tveganje spremeniti v terapevtsko prednost.
Nanotehnologija se je nedavno pojavila kot inovativen način zdravljenja raka.
Nekateri raziskovalci so na primer zasnovali nanodelce zlata, ki lahko "iščejo" rakave celice in jih prašijo od znotraj.
Drugi pa so nanokapsule uporabljali za izredno natančno dovajanje koncentriranih zdravil, pri čemer so se izognili neželenim učinkom, ki bi jih lahko povzročila običajna kemoterapija.
Toda iz česa so narejeni ti "nanonosilci" in ali bi lahko materiali, ki jih znanstveniki uporabljajo v nanomedicini, raje kot ovirali širjenje raka?
Znanstveniki med drugim v terapevtske namene najpogosteje uporabljajo zlato, titanov dioksid, srebro in silicijev dioksid.
Vendar nove raziskave - rezultati katerih so zdaj objavljeni v reviji Nanotehnologija narave - predlaga, da bi ti nanomateriali lahko olajšali širjenje rakavih celic s povečanjem vrzeli med celicami krvnih žil in omogočili lažje selitev rakavih celic na nova mesta.
Raziskovalci na Nacionalni univerzi v Singapurju (NUS) blizu Clementi so do tega sklepa prišli po preučevanju več modelov raka dojke pri glodalcih.
Fei Peng s Katedre za kemijsko in biomolekularno inženirstvo na Fakulteti za inženirstvo NUS je prvi avtor prispevka.
Peng in sodelavci so fenomen poimenovali "puščanje endotelija, ki ga povzročajo nanomateriali" (NanoEL). V svojem prispevku predlagajo tudi nove načine, na katere bi razvijalci zdravil lahko to odkritje uporabili za oblikovanje učinkovitejših terapij za raka in druge bolezni.
Nanodelci lahko pospešijo napredovanje raka
Peng in ekipa sta ugotovila, da NanoEL pospešuje gibanje rakavih celic z mesta prvotnega tumorja na nova mesta in pomaga rakavim celicam, ki so že v gibanju, da se izognejo krvnem obtoku.
David Leong, izredni profesor na Oddelku za kemijsko in biomolekularno inženirstvo na Fakulteti za inženirstvo NUS, je eden voditeljev študije.
Pojasnjuje pomen teh rezultatov in pravi: "Za rakavega bolnika so neposredne posledice naših ugotovitev, da lahko dolgotrajna predhodna izpostavljenost nanodelcem - na primer prek vsakdanjih izdelkov ali onesnaževal iz okolja - pospeši napredovanje raka, tudi kadar nanomedicine se ne daje. "
Nanodelci so pogosto prisotni v predelani hrani in kozmetičnih izdelkih, kot so kreme in losjoni.
"Medsebojno delovanje teh drobnih nanomaterialov," nadaljuje Leong, "in bioloških sistemov v telesu je treba upoštevati pri načrtovanju in razvoju nanomedicine proti raku."
"Ključnega pomena je," dodaja, "zagotoviti, da nanomateriali, ki dovajajo zdravilo proti raku, tudi nenamerno pospešijo napredovanje tumorja."
"Ko se odpirajo novi preboji v nanomedicini, moramo hkrati razumeti, kaj povzroča, da ti nanomateriali povzročajo nepričakovane rezultate."
David Leong
Od sovražnika do prijatelja
Avtorji študije tudi pojasnjujejo, da bi lahko izkoristili isti mehanizem, ki bi lahko predstavljal ranljivost pri zdravljenju raka in spodbudili širjenje tumorja, da bi dosegli ravno nasprotni učinek.
Pravijo, da postanejo krvne žile lažje tudi olajšale dostop kemoterapevtskih zdravil ali matičnih celic do poškodovanih tkiv.
"Trenutno raziskujemo uporabo učinka NanoEL," pravi Leong, "da bi uničili nezrele tumorje, kadar je malo ali nič puščajočih krvnih žil, ki bi tumorjem dostavljale zdravila proti raku."
"Po tej tanki črti moramo korakati zelo previdno in optimizirati trajanje izpostavljenosti tumorjev nanodelcem," dodaja. "To bi lahko znanstvenikom omogočilo, da se usmerijo na vir bolezni, še preden se rakave celice razširijo in postanejo zelo odporen problem."
Poleg raka je mogoče ugotovitve uporabiti tudi pri drugih stanjih, ki vključujejo poškodovane organe in tkiva.
Vodja študije Han Kiat Ho iz oddelka za farmacijo na Prirodoslovno-matematični fakulteti NUS pojasnjuje.
Po njegovem mnenju lahko NanoEL "izkoriščamo tudi v drugih pogojih, kjer je odpoved puščanja ključna značilnost. Na primer, poškodbe organov, kot je fibroza jeter, lahko povzročijo prekomerno brazgotinjenje, "pravi," kar povzroči izgubo puščanja, kar zmanjša vnos zalog hranil skozi krvne žile. "
