Πώς τα νανοσωματίδια μπορούν να οδηγήσουν στην εξάπλωση του καρκίνου
Νέα έρευνα διαπιστώνει ότι ορισμένα νανοϋλικά που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για την καταπολέμηση του καρκίνου μπορεί να έχουν το αντίθετο αποτέλεσμα: να βοηθήσουν την εξάπλωση των όγκων. Τα αποτελέσματα αποκαλύπτουν γιατί μπορεί να συμβεί αυτό και προτείνουν έναν τρόπο για να μετατρέψουμε αυτόν τον κίνδυνο σε θεραπευτικό πλεονέκτημα.
Η νανοτεχνολογία αναδείχθηκε πρόσφατα ως μια καινοτόμος οδός για τη θεραπεία του καρκίνου.
Για παράδειγμα, ορισμένοι ερευνητές έχουν επινοήσει χρυσά νανοσωματίδια που μπορούν να «αναζητήσουν» καρκινικά κύτταρα και να τα κονιοποιήσουν από μέσα.
Άλλοι, ωστόσο, έχουν χρησιμοποιήσει νανοκάψουλες για τη διανομή συμπυκνωμένων φαρμάκων με εξαιρετικά ακριβή τρόπο, αποφεύγοντας τις παρενέργειες που μπορεί να προκαλέσει η συμβατική χημειοθεραπεία.
Αλλά από τι παράγονται αυτοί οι «νανοφορέα» και θα μπορούσαν τα υλικά που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες στη νανοϊατρική να βοηθήσουν, αντί να εμποδίσουν, την εξάπλωση του καρκίνου;
Οι επιστήμονες συνήθως χρησιμοποιούν χρυσό, διοξείδιο του τιτανίου, ασήμι και διοξείδιο του πυριτίου, μεταξύ άλλων, για θεραπευτικούς σκοπούς.
Ωστόσο, νέα έρευνα - τα αποτελέσματα της οποίας εμφανίζονται τώρα στο περιοδικό Νανοτεχνολογία της φύσης - προτείνει ότι αυτά τα νανοϋλικά θα μπορούσαν να διευκολύνουν την εξάπλωση των καρκινικών κυττάρων αυξάνοντας το χάσμα μεταξύ των αιμοφόρων αγγείων και επιτρέποντας στα καρκινικά κύτταρα να μεταναστεύσουν πιο εύκολα σε νέες τοποθεσίες.
Ερευνητές στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σιγκαπούρης (NUS) κοντά στο Clementi κατέληξαν σε αυτό το συμπέρασμα αφού μελέτησαν αρκετά μοντέλα καρκίνου του μαστού σε τρωκτικά.
Ο Fei Peng, από το Τμήμα Χημικών και Βιομοριακών Μηχανικών στη Σχολή Μηχανικών της NUS, είναι ο πρώτος συγγραφέας της εργασίας.
Ο Peng και οι συνάδελφοί του χαρακτήρισαν το φαινόμενο «διαρροή που προκαλείται από νανοϋλικά» (NanoEL). Στην εργασία τους, προτείνουν επίσης νέους τρόπους με τους οποίους οι προγραμματιστές ναρκωτικών θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτήν την ανακάλυψη για να επινοήσουν πιο αποτελεσματικές θεραπείες για καρκίνο και άλλες καταστάσεις.
Τα νανοσωματίδια μπορεί να επιταχύνουν την εξέλιξη του καρκίνου
Ο Peng και η ομάδα διαπίστωσαν ότι το NanoEL επιταχύνει τη μετακίνηση καρκινικών κυττάρων από την αρχική περιοχή όγκου σε νέες περιοχές και βοηθά τα καρκινικά κύτταρα που βρίσκονται ήδη σε κίνηση να αποφύγουν την κυκλοφορία του αίματος.
Ο David Leong, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Χημικών και Βιομοριακών Μηχανικών στη Σχολή Μηχανικών της NUS, είναι ένας από τους ηγέτες της μελέτης.
Εξηγεί το νόημα αυτών των αποτελεσμάτων, λέγοντας: «Για έναν καρκίνο ασθενή, η άμεση επίπτωση των ευρημάτων μας είναι ότι η μακροχρόνια, προϋπάρχουσα έκθεση σε νανοσωματίδια - για παράδειγμα, μέσω καθημερινών προϊόντων ή περιβαλλοντικών ρύπων - μπορεί να επιταχύνει την εξέλιξη του καρκίνου, ακόμη και όταν η νανοϊατρική δεν χορηγείται. "
Τα νανοσωματίδια μπορεί συχνά να υπάρχουν σε μεταποιημένα τρόφιμα και καλλυντικά προϊόντα όπως κρέμες και λοσιόν.
«Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ αυτών των μικροσκοπικών νανοϋλικών», συνεχίζει ο Leong, «και τα βιολογικά συστήματα στο σώμα πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τον σχεδιασμό και την ανάπτυξη της νανοϊατρικής του καρκίνου».
«Είναι ζωτικής σημασίας», προσθέτει, «για να διασφαλιστεί ότι το νανοϋλικό που παρέχει το αντικαρκινικό φάρμακο δεν επιταχύνει επίσης ακούσια την εξέλιξη του όγκου».
«Καθώς ξεκινούν νέες ανακαλύψεις στη νανοϊατρική, πρέπει ταυτόχρονα να κατανοήσουμε τι προκαλεί αυτά τα νανοϋλικά να προκαλέσουν απρόσμενα αποτελέσματα».
Ντέιβιντ Λεονγκ
Από εχθρό σε φίλο
Οι συγγραφείς της μελέτης εξηγούν επίσης ότι θα μπορούσαμε να εκμεταλλευτούμε τον ίδιο μηχανισμό που θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει μια ευπάθεια στη θεραπεία του καρκίνου και να οδηγήσει την εξάπλωση του όγκου για να επιτύχει ακριβώς το αντίθετο αποτέλεσμα.
Κάνοντας τα αιμοφόρα αγγεία να διαρρέουν, λένε, μπορεί επίσης να διευκολύνουν την πρόσβαση φαρμάκων χημειοθεραπείας ή βλαστικών κυττάρων σε κατεστραμμένους ιστούς.
«Αυτήν τη στιγμή διερευνούμε τη χρήση του φαινομένου NanoEL», λέει ο Leong, «για να καταστρέψουμε τους ανώριμους όγκους όταν υπάρχουν λίγα ή καθόλου διαρροή αιμοφόρων αγγείων για τη μεταφορά καρκινικών φαρμάκων στους όγκους».
«Πρέπει να ακολουθήσουμε αυτήν την λεπτή γραμμή πολύ προσεκτικά και να βελτιστοποιήσουμε τη διάρκεια κατά την οποία οι όγκοι εκτίθενται στα νανοσωματίδια», προσθέτει. «Αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει στους επιστήμονες να στοχεύσουν την πηγή της νόσου προτού εξαπλωθούν τα καρκινικά κύτταρα και να γίνουν ένα εξαιρετικά ανθεκτικό πρόβλημα».
Εκτός από τον καρκίνο, μπορεί επίσης να είναι δυνατή η εφαρμογή των ευρημάτων σε άλλες καταστάσεις που περιλαμβάνουν κατεστραμμένα όργανα και ιστούς.
Ο συν-αρχηγός της μελέτης, Han Kiat Ho, του Τμήματος Φαρμακευτικής στη Σχολή Επιστημών της NUS, εξηγεί περαιτέρω.
Σύμφωνα με τον ίδιο, το NanoEL «μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε άλλες συνθήκες όπου η αποτυχία διαρροής είναι βασικό χαρακτηριστικό. Για παράδειγμα, τραυματισμοί οργάνων όπως η ίνωση του ήπατος μπορεί να προκαλέσουν υπερβολικές ουλές », λέει,« με αποτέλεσμα την απώλεια διαρροής που μειώνει την είσοδο των θρεπτικών συστατικών μέσω των αιμοφόρων αγγείων ».
