A rák a modern társadalom egyik legfenyegetőbb réme. Egyedül a tavalyi évben és csak az Egyesült Államokban 600 ezer emberrel végzett valamilyen daganatos betegség – olvasható az American Cancer Society statisztikáiban. Az a fáradhatatlan törekvés, hogy megértsük ennek a roppant összetett betegségcsoportot, olyan fejlődést hozott az orvostudományban, amelynek köszönhetően a szervezet egészére nézve egyre kevésbé kártékony, ugyanakkor egyre hatékonyabb terápiás beavatkozások állnak a rendelkezésünkre.
Ezeknek az erőfeszítéseknek az egyik gyümölcse a daganat-immunterápia. Ez a feltörekvőben lévő terápiás módozat a szervezet saját immunrendszerét szólítja harcba a daganatsejtek ellen. A Virginia Tech mérnöki kollégiumának kutatói most rájöttek, miként formálhatnak át egy ismert kezelési procedúrát forradalmian új terápiás gyakorlattá.
Régi-új immunterápiás módszer
Rong Tong vegyészmérnök Wenjun Rebecca Cai anyagtudományi mérnökkel összefogva egy olyan immunterápiás kezelés lehetőségét vizsgálták meg, amely régóta foglalkoztatja a tudósok fantáziáját. Most megjelent cikkükben, amelyet a Science Advances folyóiratban közöltek, az immunsejtek aktiválásának új módozatát részletezik, melynek révén ezek a sejtek a daganat elpusztítására programozhatók.
Az eljárás kulcsát a citokineknek nevezett fehérjék jelentik.
Ezek a kisméretű fehérjék az immunsejtek közötti biokémiai hírvivőként működnek: a citokineket kibocsátó és fogadó sejtek az ő segítségükkel koordinálják működésüket.
„A citokinek roppant erőteljesen és hatékonyan képesek az immunsejteket a daganatsejtek elpusztítására ösztönözni – mondta el Tong. – A probléma az, hogy annyira erőteljes hatásúak, hogy ha szabadon hagyjuk őket kóborolni a szervezetben, minden szembe jövő immunsejtet aktiválnak, és az immunrendszer így bekövetkező túlaktiválódása potenciálisan végzetes következményekkel bírhat.”
Tong és Cai vegyészmérnök és anyagtudományi mérnök doktoranduszhallgatókkal együttműködésben olyan újító jellegű megközelítést dolgoztak ki, amely a citokineket is bevonja az immunterápiás kezelések körébe.
Ehhez azt kellett elérniük, hogy a korábbi próbálkozásokkal ellentétben az immunsejteket stimuláló citokinek heteken át kizárólag a daganatban halmozódjanak fel, miközben szerkezetüket és aktivitásukat megtartják.
Mitől jó az új terápia?
A hagyományos rákterápiák többsége, például a klasszikus kemoterápia nem tesz különbséget egészséges és daganatos sejtek között. Amikor egy rákos beteget ilyen kemoterápiával kezelnek, a gyógyszer a szervezet valamennyi sejtjét megtámadja, ami hajhulláshoz, krónikus fáradtsághoz és egyéb kellemetlen mellékhatásokhoz vezet. A szervezet immunsejtjeinek harcba szólítása a daganat ellen a klasszikus rákterápiák ígéretes alternatívája. A szervezetbe kívülről bejuttatott citokinek felszíthatják a daganatban található immunsejtek támadását, ám az ép szövetekben lakozó immunsejtek túlaktiválása súlyos következményeket vonna maga után.
„A tudósok jó ideje tisztában vannak azzal, hogy a citokineket fel lehetne használni a rákellenes immunterápiára, de arra eddig nem sikerült rájönni, hogyan lehetne őket kimondottan a daganatba irányítani, hogy megkíméljék a szervezet többi részét a toxikus mellékhatásoktól – magyarázza Tong. – Mi mint vegyészmérnökök mérnöki szemmel tekintettünk erre a feladatra, és ebbéli tudásunkat használtuk fel arra, hogy javítsuk és finomhangoljuk a citokinek hatását, amelyek így a kívánt módon fejtik ki működésüket a testben.”
A kutatócsoport célja tehát az volt, hogy egyensúlyt találjanak a daganatsejtek elpusztítása és az ép sejtek megkímélése között. E cél eléréséhez Tong és hallgatói speciális méretű mikrorészecskéket készítettek, amelyek meghatározzák, hogy a beléjük zárt hatóanyag hol landol a szervezetben. A megfelelő méretű mikrorészecskék a testbe befecskendezve a daganat belsejében halmozódnak fel. Cai és fiatal kollégái e mikrorészecskék felszínének jellemzésén dolgoztak.
„Az anyagtudományi és anyagmérnöki területen sokszor tanulmányozzuk különböző anyagok felületi kémiáját és mechanikai viselkedését. Így tettünk a jelen projekt céljára létrehozott speciális részecskékkel is – ismertette Cai. – A felszín mérnöki tervezése és jellemzése, valamint a részecskeméret fontos szerepet játszanak az ellenőrzött gyógyszer-célbajuttatásban azáltal, hogy biztosítják a hatóanyag tartós jelenlétét a szervezetben, s ezzel a hosszantartó terápiás hatékonyságot is garantálják.”
Cél a biztonságosabb rákterápia
A csoport abban bízik, hogy erőfeszítéseik sikeresen beleilleszkednek abba a nagyobb léptékű trendbe, melynek célja az egészséges szöveteket jobban kímélő rákterápiás megközelítések kidolgozása. Hozzáteszik: a citokinek mikrorészecskékhez csatolása mint technika a későbbiekben más immunstimuláns szerekkel összefüggésben is alkalmazható lehet.
„A kutatók továbbra is keresik az egyre biztonságosabb és hatékonyabb rákterápiákat. Ez az az átfogó motiváció, amely inspirálja az új technológiák kidolgozását ezen a területen – nyilatkozta Tong. – Abban a gyógyszerosztályban, melynek tagjai az immunrendszer daganatellenes aktivitását fokozzák, még rengeteg kiaknázatlan potenciál rejlik. Mi olyan új megoldásokat szeretnénk kínálni, amelyek lehetővé teszik a kutatók számára ezeknek a kísérleti szereknek a hatóságilag jóváhagyott gyógyszerekkel való együttes tesztelését a biztonság és a hatékonyság szempontjainak szem előtt tartásával.”
„Számomra ez a projekt a vegyészmérnöki és az anyagtudományi diszciplínák tökéletes házasságát testesíti meg – mondta végül Cai. – Az előbbi tudományág a kémiai szintézisre és a gyógyszer célba juttatására, míg az utóbbi az anyagi jellemzők korszerű vizsgálatára összpontosít. Az ehhez hasonló együttműködésektől várhatjuk az immunterápiás kutatások felgyorsulását és a daganatterápia átformálását.”
