Technika fotodynamické terapie deaktivuje nádory zevnitř pomocí klinicky schválených látek

Výzkumníci z Madridského institutu pro pokročilá studia nanovědy (IMDEA Nanociencia) a Národního centra pro biotechnologie (CNB-CSIC) vyvinuli inovativní techniku ​​ničení rakovinných buněk vyvoláním kaskády, která se šíří po celém nádoru.

Strategie umožňuje rakovinné buňky být selektivně zničen ozářením a jediná buňka s laserem. Při aplikaci na 3D modely nádoru se účinek šíří do sousedních buněk, což vyvolává buněčnou smrt v jádru nádoru, které se progresivně rozšiřuje po celé jeho struktuře.

Fotodynamická terapie je klinicky schválená léčba rakoviny, která se opírá o světelné ozařování oblastí nádoru, kde bylo dříve podáváno fotosenzibilizující činidlo. Aktivací světla se uvolňují toxické sloučeniny, jejichž cílem je vyvolat smrt rakovinných buněk. Typicky se ozařování aplikuje na celý nádor. Vědci nyní navrhují inovativní přístup: cílené laserové ozařování na jednotlivé nádorové buňky.

Výzkum je zveřejněno v deníku Pokročilá terapeutika.

Pomocí klinicky schválených fotosenzibilizačních činidel vědci prokázali, že fokusované laserové záření způsobuje selektivní poškození rakovinných buněk v kultuře. Ozářením buněk přesným světlem proděravily buněčné membrány, čímž s vysokou přesností navodily smrt cílové buňky. Během méně než minuty byli vědci schopni pozorovat buněčnou smrt v reálném čase pod mikroskopem.

Nejvýraznějším aspektem této studie bylo pozorování, že účinek se rozšířil na sousední buňky. Aby to vědci prozkoumali, použili nádorové sféroidy – 3D buněčné kultury, které napodobují skutečnou organizaci buněk v nádorech. Buňky uvnitř sféroidu byly ozářeny a poprvé bylo pozorováno, že sousední neozářené buňky také zemřely v důsledku takzvaného bystander efektu.

Přihlížející efekt je fenomén dříve popsaný v radioterapii a také pozorovaný u fotodynamických terapií, kde stresové signály z poškozené buňky indukují smrt sousedních neozářených buněk. Vědci pozorovali, že po přesném ozáření světlem se buněčná smrt rozšířila po celém nádorovém sféroidu v kultuře během 10 minut.

Dr. Sebastián Thompson, hlavní autor, řekl: „Skutečnost, že předkládáme tento důkaz konceptu s použitím jak markerů, tak světla již klinicky používaných, otevírá obrovskou škálu aplikací, protože se mění pouze metoda ozařování nádoru. To vytváří mnohem příznivější scénář pro budoucí testy na zvířecích modelech. Fotodynamická terapie je již v klinické použitía v oblastech, kde se používá – rakovina plic, mozkové nádory atd. – by mohla potenciálně podporovat budoucí aplikace.

„Touto technikou navozujeme buněčná smrt ze sféroidu nádoru, scénář stejně neintuitivní jako fascinující. Z tohoto důvodu také teoreticky zkoumáme tento fenomén, který jsme experimentálně prozkoumali.“

Cristina Carrizo, první autorka studie, řekla: „Dalšími kroky bude určit hranice efektu přihlížejících, zajistit, aby zdravé buňky nebyly poškozeny, a identifikovat velikosti nádorů, na které by tato nová technika mohla být aplikována pro definování budoucích testů na zvířecích modelech.“

Stručně řečeno, studie představuje novou techniku ​​v rámci fotodynamické terapie, která využívá klinicky schválená fotosenzibilizační činidla a může ničit nádor sféroidy zevnitř vysoce přesným způsobem buňka po buňce. Tento nový koncept ve fotodynamické terapii by mohl být kombinován s jinými terapiemi nebo operacemi, aby pomohl dosáhnout úplné eradikace rakoviny.

Studie otevírá nové perspektivy v boji proti agresivním nádorům, jako je glioblastom, a dosahuje vysoce selektivní a účinné léčby. Výsledky naznačují, že tento jednobodový fotodynamická terapie by se mohly stát slibným doplňkem současné onkologické léčby.