Naukowcy z Instytutu Nauki i Technologii Plazmy im. Leibniza (INP) we współpracy ze Szpitalem Uniwersyteckim w Greifswaldzie i Uniwersyteckim Centrum Medycznym w Rostocku dokonali przełomu w badaniach nad wykorzystaniem zimnej plazmy w leczeniu nowotworów. Opracowali innowacyjne modele tkankowe, które pozwoliły dokładnie określić, jak głęboko aktywne cząsteczki plazmy wnikają w tkanki i jakie mechanizmy odpowiadają za niszczenie komórek nowotworowych. Wyniki opublikowano w prestiżowym czasopiśmie „Trends in Biotechnology”.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak zimna plazma działa na komórki nowotworowe i dlaczego jej skuteczność jest tak wysoka.
- Jakie odkrycia naukowców z INP, Szpitala Uniwersyteckiego w Greifswaldzie i UCM w Rostocku mogą zmienić przyszłość terapii onkologicznych.
- Dlaczego krótkotrwałe cząsteczki, takie jak nadtlenoazotyn, są kluczowe w niszczeniu głębiej położonych komórek rakowych.
- W jaki sposób technologia kINPen może wspierać leczenie pacjentów i zapobiegać nawrotom choroby.
Czym jest zimna plazma i dlaczego może pomóc w leczeniu nowotworów?
Plazma to zjonizowany gaz zawierający dużą liczbę reaktywnych cząsteczek chemicznych, znanych jako reaktywne formy tlenu i azotu (RONS). Te krótkowieczne molekuły mogą oddziaływać na procesy biologiczne, w tym na wzrost, podział i obumieranie komórek nowotworowych.
Nowe badania pokazały, że zastosowanie zimnej plazmy w medycynie może umożliwić precyzyjne niszczenie komórek rakowych bez uszkadzania zdrowych tkanek.
Nowe modele tkankowe pozwoliły spojrzeć głębiej
Aby lepiej zrozumieć działanie plazmy na tkanki, zespół opracował zaawansowany model 3D wykonany z hydrożeli, które naśladują strukturę rzeczywistej tkanki nowotworowej.
Wpływ plazmy na tkankę jest bardzo złożony i słabo poznany. Dlatego opracowaliśmy model 3D wykonany z hydrożeli, który naśladuje rzeczywistą tkankę nowotworową. W tym modelu mogliśmy dokładnie zaobserwować, jak głęboko wnikają cząsteczki plazmy – i które z nich są istotne dla oddziaływania na komórki nowotworowe – wyjaśnia Lea Miebach, pierwsza autorka badania.
Dzięki temu udało się ustalić, że szczególnie krótkotrwałe cząsteczki, takie jak nadtlenoazotyn, przenikają w głąb tkanki na kilka milimetrów, wywierając silny efekt przeciwnowotworowy.
Zaskakujące odkrycie: nadtlenek wodoru nie jest kluczowy
Wcześniej uważano, że nadtlenek wodoru jest głównym czynnikiem odpowiedzialnym za skuteczność plazmy. Jednak badania wykazały, że nawet po jego celowym usunięciu efekt terapeutyczny był nadal silny. Oznacza to, że to inne reaktywne cząsteczki, w tym nadtlenoazotyn, odgrywają decydującą rolę w niszczeniu komórek rakowych.
Zimna plazma po operacji – szansa na uniknięcie nawrotów
Naukowcy przeprowadzili również eksperymenty symulujące zastosowanie plazmy po chirurgicznym usunięciu guza. Resztkowe komórki nowotworowe na brzegach rany zostały poddane działaniu zimnej plazmy.
Rezultat był jednoznaczny: metoda skutecznie niszczyła komórki rakowe, które mogłyby powodować nawroty choroby. Szczególnie obiecujące są wyniki dotyczące komórek, które zaczęły się już rozprzestrzeniać w otaczającej tkance.
Zatwierdzona technologia i przyszłość medycyny plazmowej
Badania przeprowadzono z użyciem urządzenia kINPen, czyli medycznie zatwierdzonego strumienia zimnej plazmy. Profesor Sander Bekeschus, kierownik programu medycyny plazmowej w INP, podkreśla:
Nasze wyniki mogą znacząco usprawnić medyczne zastosowanie plazmy. Im lepiej zrozumiemy, które cząsteczki są aktywne w tkance, tym precyzyjniej urządzenia plazmowe będą mogły być stosowane w leczeniu określonych typów nowotworów.
Zastosowanie technologii takich jak kINPen może w przyszłości umożliwić tworzenie spersonalizowanych terapii plazmowych dostosowanych do rodzaju guza i indywidualnych cech pacjenta.
👉 Wyniki oraz opis badań znajdziesz pod TYM LINKIEM
Główne wnioski
- Zimna plazma przenika głęboko – badania wykazały, że reaktywne cząsteczki, takie jak nadtlenoazotyn, wnikają w tkanki na kilka milimetrów, niszcząc komórki nowotworowe.
- Nadtlenek wodoru nie jest kluczowy – wbrew wcześniejszym przypuszczeniom jego rola jest ograniczona; główne działanie wywierają inne reaktywne cząsteczki plazmy.
- Nowe modele 3D zwiększają skuteczność terapii – hydrożelowe modele tkankowe pozwoliły dokładnie określić, które cząsteczki odpowiadają za efekt przeciwnowotworowy.
- Szansa na spersonalizowaną onkologię – technologia **kINPen** może w przyszłości umożliwić tworzenie precyzyjnych terapii plazmowych i zmniejszyć ryzyko nawrotów po operacjach.
Źródło:
- Trends in Biotechnology
- Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.
