Leczenie glejaka wielopostaciowego od lat pozostaje jednym z największych wyzwań współczesnej onkologii. Agresywny charakter nowotworu, jego zdolność do naciekania zdrowej tkanki mózgowej oraz obecność bariery krew–mózg sprawiają, że skuteczność dostępnych terapii jest ograniczona. Naukowcy z University of Virginia Comprehensive Cancer Center przedstawili jednak nową strategię terapeutyczną, która może zmienić sposób leczenia tego nowotworu. W badaniach przedklinicznych wykorzystano połączenie mikroRNA, nanocząsteczek oraz zogniskowanych fal ultradźwiękowych, uzyskując obiecujące wyniki.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Dowiesz się, na czym polega nowa eksperymentalna metoda leczenia glejaka wielopostaciowego wykorzystująca mikroRNA, nanocząsteczki i zogniskowane ultradźwięki.
- Zrozumiesz, dlaczego bariera krew–mózg jest jedną z największych przeszkód w skutecznym leczeniu nowotworów mózgu i jak naukowcy próbują ją pokonać.
- Poznasz wyniki badań przedklinicznych, które wykazały spowolnienie wzrostu guza i wydłużenie przeżycia w modelach zwierzęcych.
- Dowiesz się, dlaczego opracowana technologia może w przyszłości znaleźć zastosowanie nie tylko w leczeniu glejaka wielopostaciowego, ale również innych nowotworów i chorób mózgu.
Czym jest glejak wielopostaciowy i dlaczego tak trudno go leczyć?
Glejak wielopostaciowy (glioblastoma, GBM) jest najczęściej występującym oraz najbardziej agresywnym pierwotnym nowotworem mózgu u dorosłych. Choroba charakteryzuje się bardzo szybkim wzrostem oraz zdolnością do przenikania pomiędzy zdrowymi komórkami mózgu. W praktyce oznacza to, że całkowite chirurgiczne usunięcie guza jest niemal niemożliwe.
Każdego roku glejak wielopostaciowy odpowiada za ponad 13 tysięcy zgonów w samych Stanach Zjednoczonych. Mimo postępów w neurochirurgii, radioterapii i chemioterapii rokowanie pacjentów pozostaje niekorzystne. Jednym z największych problemów terapeutycznych jest również bariera krew–mózg. Jej zadaniem jest ochrona ośrodkowego układu nerwowego przed toksynami i drobnoustrojami, jednak jednocześnie skutecznie ogranicza przenikanie wielu leków przeciwnowotworowych do guza.
Standardowe leczenie glejaka nadal ma wiele ograniczeń
Obecnie leczenie glejaka wielopostaciowego opiera się przede wszystkim na leczeniu skojarzonym. Pierwszym etapem jest operacyjne usunięcie jak największej części nowotworu. Następnie pacjenci poddawani są radioterapii oraz chemioterapii, których celem jest spowolnienie rozwoju choroby oraz wydłużenie przeżycia.
Choć takie postępowanie stanowi obowiązujący standard, jego skuteczność pozostaje ograniczona. Komórki nowotworowe bardzo często rozwijają oporność na leczenie, a wiele kluczowych mechanizmów molekularnych odpowiedzialnych za wzrost guza nadal pozostaje poza zasięgiem dostępnych leków.
MikroRNA mogą jednocześnie wyciszać wiele genów odpowiedzialnych za rozwój nowotworu
Zespół kierowany przez dr. Rogera Abounadera z University of Virginia postawił na zupełnie inne podejście. Badacze zidentyfikowali odpowiednie mikroRNA (miRNA), czyli niewielkie cząsteczki materiału genetycznego regulujące aktywność genów. Ich największą zaletą jest możliwość jednoczesnego wpływania na wiele różnych genów zaangażowanych w rozwój nowotworu. W przeciwieństwie do klasycznych terapii ukierunkowanych molekularnie, które zwykle oddziałują na pojedynczy cel, miRNA mogą blokować całe sieci sygnałów napędzających wzrost glejaka. Rozwiązanie takie może okazać się szczególnie istotne, ponieważ wiele białek odpowiedzialnych za progresję glejaka nie posiada obecnie leków, które mogłyby je skutecznie hamować.
Nanocząsteczki i zogniskowane ultradźwięki pomagają pokonać barierę krew–mózg
Największym wyzwaniem nie było jednak samo opracowanie odpowiednich miRNA, lecz ich bezpieczne dostarczenie do guza. W tym celu naukowcy zastosowali trzy nowoczesne technologie jednocześnie:
- nanocząsteczki zdolne do transportowania miRNA,
- zogniskowane ultradźwięki prowadzone pod kontrolą rezonansu magnetycznego (MRI),
- mikropęcherzyki umożliwiające czasowe otwarcie bariery krew–mózg.
Pod wpływem precyzyjnie skierowanych fal ultradźwiękowych mikropęcherzyki chwilowo rozszerzają barierę ochronną mózgu. Powstałe w ten sposób „okno terapeutyczne” pozwala nanocząsteczkom przenieść miRNA bezpośrednio do tkanki nowotworowej. Rozwiązanie takie umożliwia dostarczenie terapii dokładnie tam, gdzie jest potrzebna, ograniczając jednocześnie ekspozycję pozostałych tkanek organizmu.
Wyniki badań przedklinicznych są obiecujące
Eksperymentalna metoda została przetestowana w modelach zwierzęcych glejaka wielopostaciowego. Uzyskane wyniki pokazały, że zastosowane miRNA:
- skutecznie spowalniały wzrost guza,
- wydłużały przeżycie zwierząt,
- jednocześnie oddziaływały na wiele szlaków molekularnych odpowiedzialnych za rozwój nowotworu.
Choć badania znajdują się jeszcze na etapie przedklinicznym, uzyskane rezultaty wskazują, że opracowana strategia może mieć potencjał również w leczeniu innych nowotworów mózgu, a być może także wybranych nowotworów rozwijających się poza ośrodkowym układem nerwowym.
Naukowcy liczą na rozpoczęcie badań klinicznych
Autorzy podkreślają, że przed rozpoczęciem badań z udziałem pacjentów konieczne są dalsze prace nad bezpieczeństwem oraz skutecznością terapii. Dr Roger Abounader zaznacza:
To nowe podejście może pomóc w ukierunkowaniu leczenia na liczne cząsteczki promujące rozwój nowotworów, w tym te, na które nie istnieją żadne leki, a jednocześnie w opracowaniu skuteczniejszych terapii. Naukowiec dodaje również: mamy nadzieję, że nasze odkrycia znajdą zastosowanie w przyszłych badaniach klinicznych u pacjentów z glejakiem wielopostaciowym i innymi guzami mózgu.
Odnosząc się do dalszego rozwoju technologii, podkreśla:
To podejście może znaleźć szerokie zastosowanie w leczeniu wielu chorób mózgu oraz innych schorzeń u ludzi. My i wielu innych naukowców intensywnie pracujemy nad zmniejszeniem obciążenia, jakie niesie ze sobą choroba nowotworowa, a w przyszłości mamy nadzieję także na jej całkowite wyleczenie. Wymaga to jednak dalszych inwestycji w badania nad nowotworami i medycyną.
University of Virginia rozwija badania nad zogniskowanymi ultradźwiękami
University of Virginia należy do pionierów wykorzystania zogniskowanych ultradźwięków w medycynie. Wieloletnie doświadczenie zaowocowało powstaniem rozbudowanego programu badawczego analizującego zastosowanie tej technologii w leczeniu wielu chorób.
Jednym z najważniejszych projektów jest utworzone wspólnie z Focused Ultrasound Foundation centrum FUSION (Focused Ultrasound Immuno-Oncology Center). Jest to pierwsze na świecie centrum badawcze poświęcone wykorzystaniu zogniskowanych ultradźwięków w połączeniu z immunoterapią nowotworów. Eksperci liczą, że takie połączenie technologii może w przyszłości znacząco zmienić leczenie wielu nowotworów.
Wyniki opublikowano w prestiżowym czasopiśmie
Rezultaty badań zostały opublikowane na łamach Journal of Clinical Investigation (JCI). Artykuł ma charakter otwartego dostępu (Open Access), dzięki czemu jest dostępny dla środowiska naukowego bez ograniczeń.
Badania były finansowane między innymi przez National Institutes of Health (NIH), National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), UVA Comprehensive Cancer Center, Schiff Foundation, Ben and Catherine Ivy Foundation oraz Focused Ultrasound Foundation. Autorzy podkreślają również, że nie zgłosili żadnych konfliktów interesów związanych z prowadzonym projektem badawczym.
Główne wnioski
- Naukowcy z University of Virginia Comprehensive Cancer Center opracowali nową metodę leczenia glejaka wielopostaciowego, łączącą mikroRNA (miRNA), nanocząsteczki oraz zogniskowane ultradźwięki z wykorzystaniem mikropęcherzyków.
- Technologia pozwala na czasowe otwarcie bariery krew–mózg, dzięki czemu miRNA mogą dotrzeć do guza i jednocześnie wyciszać wiele genów odpowiedzialnych za rozwój nowotworu.
- W badaniach przedklinicznych przeprowadzonych na modelach zwierzęcych terapia spowolniła wzrost glejaka oraz wydłużyła przeżycie, co potwierdza jej potencjał do dalszego rozwoju.
- Wyniki opublikowano w Journal of Clinical Investigation (DOI: 10.1172/JCI195639). Przed rozpoczęciem badań klinicznych z udziałem pacjentów konieczne są jednak kolejne etapy oceny bezpieczeństwa i skuteczności terapii.
Źródło:
- https://www.jci.org/articles/view/195639
- University of Virginia Comprehensive Cancer Center
