PDF Basket
Opiekując się rannymi żołnierzami wojny krymskiej, Florence Nightingale, pionierka współczesnego pielęgniarstwa, dokonała słynnej obserwacji zauważając, że świeże powietrze i światło są kluczami do poprawy higieny i zmniejszenia liczby zakażeń. Pomimo upływu lat tlen i światło nadal odgrywają niezwykle ważną rolę w świecie medycyny, choć nieustannie zmieniają się ich zastosowania. Tym razem okazują się nieodzowne w walce z nowotworami.
Terapia fotodynamiczna, określana skrótem PDT, polega na wykorzystaniu organicznej substancji światłoczułej nazywanej fotouczulaczem, a następnie wystawieniu jej na działanie światła. „Gdy cząsteczki fotouczulacza zostają dostarczone do guza, a następnie napromieniowane światłem, przekazują energię do cząsteczek tlenu”, wyjaśnia Sergio Moya, koordynator projektu OXIGENATED z ramienia hiszpańskiego Ośrodka Wspólnych Badań nad Biomateriałami CIC biomaGUNE.
„To działanie może wyzwolić szereg reakcji, które powodują zniszczenie złośliwych komórek i aktywują układ odpornościowy”. Skutkiem może być całkowite zniszczenie guza.
Jedną z najważniejszych zalet tej metody jest jej wyjątkowa wybiórczość. Dzięki ograniczeniu stosowania fotouczulacza oraz światła wyłącznie do obszaru guza można w dużym stopniu uniknąć uszkodzenia zdrowych tkanek w innych obszarach ciała. Skuteczne zastosowanie tej metody wymaga jednak dostępu do tlenu.
„Trudność polega w ty wypadku na tym, że guzy nowotworowe są często środowiskami, które charakteryzują się ograniczoną dostępnością tego pierwiastka”, zauważa Moya. „Gdyby możliwe było zwiększenie dostępności tlenu w środowisku guza w celu usprawnienia działania fotouczulacza, wyniki leczenia metodą fotodynamiczną mogłyby okazać się znacznie lepsze niż dotychczas”.
Nowe sposoby transportu tlenu
Prace w tym kierunku stały się kluczowym celem projektu OXIGENATED, który rozpoczął się w marcu 2019 roku dzięki wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”. „Od samego początku prac naszym celem było znalezienie nowego sposobu dostarczania zarówno tlenu, jak i substancji fotouczulających do miejsca, w którym znajduje się guz”, wyjaśnia Moya. „Mieliśmy świadomość, że zwiększanie ilości tlenu dostępnego na potrzeby reakcji utleniania spowoduje wzrost skuteczności terapii fotodynamicznej”.
Aby osiągnąć ten cel, zespół opracował nanocząsteczki oparte na hemoglobinie – naturalnym nośniku tlenu występującym w krwinkach czerwonych. Dostarczanie niemodyfikowanej hemoglobiny do organizmu może wywoływać działania niepożądane.
„W związku z tym skupiliśmy się na opracowaniu, stworzeniu i scharakteryzowaniu nanocząsteczek opartych na hemoglobinie”, dodaje Moya. „Stwierdziliśmy, że możemy je wykorzystać w celu bezpiecznego dostarczania tlenu do organizmu w sposób, który pomoże nam uniknąć wszelkich działań niepożądanych”.
Naukowcom udało się osadzić cząsteczki hemoglobiny w macierzach polimerowych oraz białkowych. W toku przeprowadzonych badań naukowcy wykazali, że taka strategia umożliwia osłonięcie hemoglobiny przed krwiobiegiem a jednocześnie nie ogranicza jej możliwości w zakresie transportu i dostarczania tlenu.
Wspieranie nieinwazyjnych metod zwalczania nowotworów
Moya i jego zespół mają nadzieję, że dzięki zwiększeniu skuteczności terapii fotodynamicznej powstaną skuteczne alternatywy dla chemioterapeutyków i innych inwazyjnych metod leczenia raka. Projekt, który dobiegnie końca w sierpniu 2024 roku, już teraz pokazuje nowe możliwości.
„Dotychczas wszelkie doświadczenia były prowadzone na kulturach komórkowych in vitro”, dodaje Moya. „Na następnym etapie realizacji projektu zamierzamy przeprowadzić doświadczenia in vivo w celu udowodnienia słuszności koncepcji funkcjonalności naszych nanocząsteczek”.
Dzięki wymianie międzynarodowej oraz zaangażowaniu naukowców na wczesnym etapie kariery zespół projektu starał się zadbać o to, by badania w tej obiecującej dziedzinie były kontynuowane po jego zakończeniu.
„Cieszymy się, że dzięki złagodzeniu pandemicznych obostrzeń mogliśmy wznowić wymianę badaczy”, twierdzi Moya. „W najbliższych miesiącach nowi badacze będą mogli skorzystać z korzyści płynących z wymiany międzynarodowej, a jednocześnie skupią się na pracach nad głównym celem projektu, jakim jest wykazanie skuteczności tej nowej techniki”.
Oprócz zmniejszenia obciążenia finansowego systemów opieki zdrowotnej, skuteczne i nieinwazyjne metody leczenia nowotworów, do których należy leczenie fotodynamiczne, zwiększą skuteczność leczenia oraz poprawią jakość życia pacjentów chorych na raka. Jak powiedziała zresztą Florence Nightingale: „Życie jest pięknym darem”.