Naukowcy z UŚ ulepszają fototerapię do walki z nowotworami

Naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego pracują nad ulepszeniem terapii fotodynamicznej, stosowanej w walce z nowotworami jako alternatywa lub uzupełnienie dla radio- czy chemioterapii. W grudniu badacze uzyskali polski patent na poprawiającą jej skuteczność mieszaninę.

Jak przypomniał dr hab. Robert Musioł, terapia fotodynamiczna polega na wprowadzaniu do organizmu chorego substancji fotowrażliwych, kumulujących się w zmienionych chorobowo komórkach, które pod wpływem światła generują zabójcze rodniki tlenowe, zabijając niechciane komórki. W ten sposób bardzo precyzyjnie można usunąć z organizmu np. nowotwory.

"Niestety, dotychczas stosowane metody nie są idealne. Pojawiają się problemy z niską efektywnością terapii, ponieważ światło stosunkowo płytko penetruje tkankę – jedynie na kilka milimetrów. Największym problemem jest więc to, że stosując dopuszczone obecnie do obrotu fotouczulacze zmuszeni jesteśmy do poruszania się tylko po powierzchniowej warstwie tkanki. W związku z tym nie jest możliwe pełne usunięcie dużych guzów, zawsze gdzieś tam w głębi coś zostanie" – mówił PAP naukowiec, który na co dzień zajmuje się m.in. badaniem i poszukiwaniem nowych potencjalnych leków.

Jedną z szans na poprawę efektowności fototerapii może być opracowanie takich leków, które ulepszyłyby skuteczność działania fotouczulacza, a jednocześnie "weszłyby" do komórek głębiej niż światło. "Wtedy, oprócz zewnętrznego atakowania nowotworu światłem, nawet jeżeli nie usuniemy całkiem nowotworu naświetlając dane miejsce - jest szansa, że ten drugi, +wewnętrzny+ lek uzupełni to działanie" – tłumaczył Musioł.

Opatentowany przez naukowców UŚ wynalazek to mieszanina tiosemikarbazonu 2-karbaldehydu-3-aminopirydyny z fotouczulaczem. Jest ona chelatorem żelaza, powodującym "wychwyt" tego mikroelementu z komórek.

"Najczęściej stosowane obecnie pochodne kwasu aminolewulinowego w procesie akumulacji fotouczulacza wykorzystują naturalne mechanizmy występujące w komórkach i związane z metabolizmem żelaza. Na końcu tego procesu powstaje wrażliwa na światło protoporfiryna IX, która poprzez wiązanie żelaza przetwarzana jest na cząsteczkę hemu. Ponieważ hem nie wykazuje własności fotouczulacza - pojawiła się koncepcja, aby zmniejszyć stężenie metalu" - tłumaczył.

Dodał, że zmniejszenie ilości żelaza w komórce nowotworowej pozwala jeszcze efektywniej tworzyć fotowrażliwą protoporfirynę. Jedocześnie naukowcy w trakcie swoich badań zaobserwowali, że niektóre środki wiążące żelazo dodatkowo zwiększają efektywność terapii poprzez inne mechanizmy, polegające na wytwarzaniu wolnych rodników tlenowych. "W ten sposób uzyskuje się wzmocniony, niejako kaskadowy efekt terapeutyczny" - wyjaśnił Musioł.

Dzięki uzyskanemu w ten sposób efektowi synergii możliwe jest zmniejszenie dawkowania leku, co z kolei eliminuje występowanie efektów ubocznych. Z przeprowadzonych na UŚ badań wynika bowiem, że 95-procentową skuteczność mieszaniny względem komórek nowotworu jelita grubego HCT116 można uzyskać przy ośmiokrotnie niższej dawce chelatora niż przy zastosowaniu monoterapii.

"Na razie są to eksperymenty przeprowadzone w warunkach in vitro, dalszym krokiem może być +in vivo+, czyli praca na modelu zwierzęcym, a potem dopiero ewentualnie wdrażanie. Niestety, wszystko rozbija się przede wszystkim o finansowe możliwości" – dodał.

Jak podał Musioł, w Polsce terapia fotodynamiczna jest już stosowana. "I okazuje się, że w niektórych przypadkach, czasem bardzo skomplikowanych, jak w przypadku nowotworów mózgu, ale i nowotworów jelit czy płuc, sprawdza się" – wskazał.

Ma ona także zastosowanie np. w diagnostyce czy chirurgii. "Fotouczulacz, który podajemy w trakcie przygotowania do terapii, kumuluje się w tkance zmienionej chorobowo, i jeżeli oświetlimy ją, to zaczyna świecić inaczej, niż otaczające ją, zdrowe tkanki. Stąd też przeprowadza się terapie łączone. Wtedy np. chirurg widzi, co ma usunąć, a jednocześnie ogniska nowotworu zbyt małe do resekcji zostaną zniszczone przy pomocy fotouczulacza i światła" – tłumaczył.

Zdaniem Musioła terapia fotodynamiczna jest tańsza niż radio- czy chemioterapia. Jest też mniej szkodliwa dla pacjenta. "Stosując radioterapię bardzo często przy okazji nowotworu naświetlamy resztę ciała pacjenta, co wiąże się z dużą ilością efektów ubocznych. Tutaj mamy zwykle diodę laserową, która jest relatywnie tania i można ją oświetlać niewielką część ciała" – podał.

Dlatego w tej kwestii – dodał naukowiec – wada względnie płytkiego wnikania światła w tkankę staje się zaletą. "Nowotwory, które nie są rozrzucone po ciele, nie są przerzutami, tylko jednolitymi guzami lub znamionami na skórze, relatywnie łatwo można punktowo naświetlać. Takie podejście sprawdza się szczególnie dobrze w przypadku leczenia zmian skórnych czy błon śluzowych" – uzupełnił.

Twórcami opatentowanego niedawno wynalazku są pracownicy Wydziału Matematyki, Fizyki i Chemii Uniwersytetu Śląskiego: dr Anna Mrozek-Wilczkiewicz, prof. dr hab. Alicja Ratuszna, dr hab. Robert Musioł oraz prof. dr hab. inż. Jarosław Polański. W najbliższym czasie naukowcy planują dalsze badania nad innymi liniami komórkowymi i przygotowaniem do prac na zwierzętach w ramach grantu NCN realizowanego przez dr Mrozek-Wilczkiewicz. (PAP)