Végre sikerült megfőzni a ráksejteket

Tumorsejtek elpusztítására képes, aranyból készült nanorészecskéket fejlesztettek ki amerikai kutatók. A parányi, gömb alakú szemcsék képesek felkutatni a rosszindulatú elfajuláson átesett sejteket, majd hozzájuk kötődnek és gyakorlatilag elégetik őket. A rendkívül ötletes módszert először rosszindulatú bőrdaganatoknál, melanómáknál tesztelik.

A melanoma malignum a bőr egyik leggyakoribb rosszindulatú daganata, amely sokszor kifejezetten agresszív, és gyorsan szétszóródik a szervezetben. Ha még nem terjedt a bőr mélyebb rétegeibe, a sebészi eltávolítás gyógyulást eredményez. Sajnos gyakran már csak késői stádiumban észlelik, amikor a terápiás próbálkozások ellenére sem haladja meg az ötéves túlélés az 5%-ot. A hagyományos kemoterápiás és sugárterápiás eljárások kudarcai miatt számos egyéb kezelési módot próbálnak kikísérletezni a betegségre. Ezek egyikének ígéretes eredményeiről Jin Zhang (University of California, Santa Cruz) és kollégái számoltak be az Amerikai Kémiai Társaság (American Chemical Society) most zajló, éves konferenciáján.

Hogyan főzzük meg a daganatsejteket?

A kutatók nanométeres, azaz a milliméter milliomod részének megfelelő méretű, gömb alakú részecskéket hoztak létre. A parányi gömbökre speciális molekulákat (peptid-darabokat, rövid aminosavláncokat) rögzítettek. Ezek az "antennák" képesek hozzákapcsolódni a daganatsejteken található bizonyos molekulákhoz. A kutatóknak sikerült olyan célpont-molekulát azonosítani a daganatsejtek felszínén, amelyek az egészséges sejteken nincsenek jelen, így az antennák, és velük együtt a nanogömbök csak a daganatos sejtekhez kötődnek hozzá (szelektív kötődés).

A kutatók az állatkísérleti fázisban rákos egereknek adták be a nanorészecskéket, ahol azok szelektíven hozzákötődtek a ráksejtekhez. Az eljárás következő lépése az infravörös fénnyel való kezelés volt. Az arany nanorészecskék elnyelték a közeli infravörös színképtartományba eső sugarakat, ezáltal felmelegedtek. A gömböcskék felmelegedése miatt a daganatsejtek is felmelegedtek, a kutatók beszámolója szerint egyszerűen "megfőttek".

Speciális hőterápia

Ez a tumorterápiás eljárás tulajdonképpen az úgynevezett fototermikus abláció (photoablation therapy, PAT) egy változata, amelynek során az orvosok valamilyen fényforrás energiájával melegítik fel a daganatot. A fénysugarak korlátozott áthatolási képessége miatt ilyen megoldás elsősorban a bőr, illetve a testfelszínhez közeli szövetek daganatainál jöhet szóba. Mivel a beavatkozás az egészséges sejteket is károsítja, eddig a sugárzás időtartamának és intenzitásának megfelelő beállítása volt az egyedüli lehetőség az ép szövetek pusztulásából adódó mellékhatások elkerülésére.

A fémből készült nanorészecskék az elmúlt években kerültek előtérbe, mert rájöttek, hogy a PAT hatékonysága nagyban növelhető, ha valamilyen fénysugarakat elnyelő anyagot juttatnak a tumorba. Számos ilyen részecskét próbáltak már ki, azonban sem a penetrációs képességük, sem a fényelnyelési adottságaik nem voltak megfelelők. Az eddig próbált részecskék általában tömörek, és pálca vagy egyéb, kevésbé szabályos alakúak voltak.

Az üreges aranygömb hozta a nagy előrelépést

A kutatók szerint az áttörést a belül üreges, aranyból készült parányi gömbök jelentették, amelyek jó hatékonysággal nyelik el a közeli infravörös fénysugarakat, és hatolnak be a tumorsejtekbe. Zhang munkacsoportja más kutatók korábbi kísérletei során nyert tapasztalatok alapján gondolta úgy, hogy az üreges aranygömbök lesznek az ideálisak. A probléma az volt, hogy nem tudtak őket nagy mennyiségben előállítani. Végül 2006-ra hozták létre Zhangék a megfelelő méretű és alakú nanorészecskéket, amelyeket nagyobb mennyiségben is el lehet készíteni.

A gömbök 30-50 nanométer átmérőjűek, sokkal kisebbek, mint a korábbi, hasonló próbálkozásoknál használt részecskék. Az arany előnye, hogy kevesebb mellékhatást okoz, mint a többi fémtípus.

A pusztítás szelektivitását biztosító peptiddarabok alkalmazása a Chun Li (Anderson Cancer Center, Houston) munkacsoportjával való együttműködésnek köszönhető. A peptidek a melanomasejtek által termelt receptorokhoz képesek kötődni, amelyek igen nagy mennyiségben van jelen a daganatsejteken, ugyanakkor hiányoznak az egészséges sejtekből.
A konferencián közöltek alapján ez az "antennás" módszer nyolcszor erősebb pusztítást eredményezett ahhoz képest, mint amit a csupasz nanorészecskékkel értek el.

A közeli infravörös sugarakat a tumorban feldúsult fémrészecskék jó hatékonysággal nyelik el, így lehetőség van kisebb intenzitású fényforrás használatára is, ami a környező szöveteket már nem károsítja.

Az állatkísérletek után a következő lépés az új terápiás módszer klinikai vizsgálatok keretében történő tesztelése, azaz embereken való próbája lesz, ám előtte még számos preklinikai toxicitási vizsgálatot is el kell végezni. Meglehetősen hosszú út állhat tehát az orvosi alkalmazás előtt, ám ezek az eredmények is érzékeltetik, hogy a nanotechnológia várva várt gyakorlati alkalmazásai lassan bekerülnek a daganatos betegségek elleni küzdelem fegyvertárába is.

Dr. Somorácz Áron

Forrás: AAAS - ACS

Nanomedicina

A nanomedicina meglehetősen új tudományág, mely a legújabb nanotechnológiai vívmányokat próbálja az orvoslás szolgálatába állítani. A nanotechnológia az anyag megmunkálása, eszközök létrehozása nanométeres nagyságrendben (10^-9 m). A nanomedicina tulajdonképpen az amerikai nemzet egészségügyi intézet (National Institutes of Health) kezdeményezéséből született 2005-ben, amikor kitűzték azt a célt, hogy öt év alatt legalább négy nanomedicina-központot állítanak föl. Egy évvel később már több mint száz nano-gyógyszer, illetve orvosi módszer állt fejlesztés alatt.

Jelenleg úgy fest, hogy a nanotechnológiát az orvostudomány főként új képalkotó eljárások és gyógyszeradagolási technikák fejlesztésében használhatja föl. Ez az irányvonal érvényesül az onkológiában is, ahol a daganatos betegségek korai felfedezésének elősegítését, illetve a kifejezetten toxikus tumorellenes szerek megfelelő helyre történő transzportját remélik a korszerű nano-módszerektől. Ezek alapja az, hogy a nanorészecskék felületére olyan molekulák erősíthetők, melyek feldúsítják azokat a célpont-szövetben. Természetesen ezen kívül más lehetőségek is rejlenek ezen parányi részecskékben, melyek a technológia további fejlődésével újabb diagnosztikai és terápiás eljárások kifejlesztését tehetik lehetővé.