Μια μη επεμβατική μέθοδο για τη θεραπεία μιας από τις πιο επιθετικές και θανατηφόρες μορφές καρκίνου του εγκεφάλου, το γλοιοβλάστωμα, ανέπτυξαν ερευνητές στις ΗΠΑ. Η τεχνολογία τους χρησιμοποιεί ειδικά σχεδιασμένες δομές που αποτελούνται από υλικά σε νανοκλίμακα που μεταφέρουν ισχυρά φάρμακα κατά των όγκων στον εγκέφαλο μέσω ρινικών σταγόνων. Αυτή η νέα μέθοδος χορήγησης είναι λιγότερο επεμβατική από άλλες θεραπείες που βρίσκονται υπό ανάπτυξη και έχει αποδειχθεί ότι αντιμετωπίζει αποτελεσματικά το γλοιοβλάστωμα σε ποντίκια, ενισχύοντας την ανοσολογική απόκριση του εγκεφάλου.
Τα γλοιοβλαστώματα σχηματίζονται από εγκεφαλικά κύτταρα που ονομάζονται αστροκύτταρα και είναι η πιο συχνή μορφή καρκίνου του εγκεφάλου. Το γλοιοβλάστωμα εξελίσσεται γρήγορα και είναι σχεδόν πάντα θανατηφόρο. Σήμερα, δεν υπάρχουν θεραπείες, εν μέρει επειδή η χορήγηση φαρμάκων στον εγκέφαλο παραμένει εξαιρετικά δύσκολη.
«Θέλαμε να αλλάξουμε αυτή την πραγματικότητα και να αναπτύξουμε μια μη επεμβατική θεραπεία που ενεργοποιεί το ανοσοποιητικό ώστε να επιτεθεί στο γλοιοβλάστωμα», δήλωσε ο Αλεξάντερ Στεγκ, καθηγητής και αναπληρωτής διευθυντής έρευνας στο Τμήμα Νευροχειρουργικής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον και συν-επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
«Με αυτή την έρευνα δείξαμε ότι οι ειδικά σχεδιασμένες νανοδομές, που ονομάζονται σφαιρικά νουκλεϊκά οξέα, μπορούν αποτελεσματικά και με ασφάλεια, να ενεργοποιήσουν ισχυρές ανοσολογικές οδούς μέσα στον εγκέφαλο. «Αυτό αλλάζει τα δεδομένα για το πώς μπορεί να εφαρμοστεί η ανοσοθεραπεία σε καρκινικούς όγκους που είναι πολύ δύσκολο να προσεγγιστούν», εξήγησε ο ερευνητής.
Μια νέα, λιγότερο επεμβατική οδός για στοχευμένη θεραπεία
Τα γλοιοβλαστώματα είναι γνωστά ως «ψυχροί όγκοι» επειδή δεν προκαλούν φυσική ανοσολογική αντίδραση, σε αντίθεση με τους «θερμούς όγκους» που αντιμετωπίζονται ευκολότερα με ανοσοθεραπείες. Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει τρόπους για να πυροδοτήσουν ανοσολογική αντίδραση διεγείροντας μια κυτταρική οδό που ονομάζεται STING (Stimulator of Interferon Genes). Η εν λόγω οδός ενεργοποιείται όταν ένα κύτταρο ανιχνεύει ξένο DNA και προκαλεί ανοσοαπόκριση.
Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι φάρμακα που ενεργοποιούν την κυτταρική οδό STING σε όγκους γλοιοβλαστώματος μπορούν να προετοιμάσουν το ανοσοποιητικό σύστημα ώστε να καταπολεμήσει καλύτερα τον καρκίνο. Ωστόσο, αυτά τα φάρμακα αποδομούνται γρήγορα στο σώμα και πρέπει να χορηγούνται απευθείας στον όγκο για να λειτουργήσουν. Επειδή απαιτούνται επαναλαμβανόμενες δόσεις, η άμεση χορήγηση μέσα στον όγκο συνεπάγεται ιδιαίτερα επεμβατικές διαδικασίες.
«Θέλαμε πραγματικά να μειώσουμε την ταλαιπωρία των ασθενών που ήδη είναι σοβαρά άρρωστοι και σκέφτηκα ότι θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε την πλατφόρμα των σφαιρικών νουκλεϊκών οξέων για να χορηγήσουμε αυτά τα φάρμακα με μη επεμβατικό τρόπο», δήλωσε η Ακάνκσα Μαχατζάν, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο εργαστήριο του Στεγκ και πρώτη συγγραφέας της μελέτης.
Για να ξεπεράσει το πρόβλημα, η ερευνητική ομάδα συνεργάστηκε με τον Τσαντ Μίρκιν, διευθυντή του Διεθνούς Ινστιτούτου Νανοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου Νορθγουέστερν. Ο Μίρκιν ανέπτυξε τα σφαιρικά νουκλεϊκά οξέα- νανοδομές όπου το DNA ή το RNA διατάσσονται πυκνά γύρω από έναν νανοπυρήνα- και απέδειξε ότι παρουσιάζουν σημαντικά μεγαλύτερη θεραπευτική αποτελεσματικότητα σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους.
Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια νέα κατηγορία σφαιρικών νουκλεϊκών οξέων με χρυσούς πυρήνες και μικρά τμήματα DNA που ενεργοποιούν την οδό STING σε συγκεκριμένα ανοσοκύτταρα. Για να τα μεταφέρουν στον εγκέφαλο, στράφηκαν στη ρινική οδό. Η ενδορρινική θεραπεία έχει διερευνηθεί ως πιθανός τρόπος χορήγησης φαρμάκων στον εγκέφαλο, όμως μέχρι σήμερα δεν είχε αναπτυχθεί καμία θεραπεία νανοκλίμακας που να αξιοποιεί αυτή τη μέθοδο για την ενεργοποίηση ανοσολογικών αντιδράσεων κατά των εγκεφαλικών όγκων.
Τι έδειξαν τα πειράματα
Η ομάδα ήθελε να αποδείξει ότι η προσέγγιση αυτή μπορεί να μεταφέρει το φάρμακο επιλεκτικά στον εγκέφαλο και να δράσει στα κατάλληλα κύτταρα. Χρησιμοποίησε έναν μοριακό δείκτη ορατό στο εγγύς υπέρυθρο φως και διαπίστωσε ότι το φάρμακο, όταν χορηγήθηκε σε ποντίκια με γλοιοβλάστωμα, μετακινήθηκε κατά μήκος του νεύρου που συνδέει τους μυς του προσώπου με τον εγκέφαλο. Η ανοσολογική απόκριση εντοπίστηκε στα εξειδικευμένα ανοσοκύτταρα του όγκου και προκάλεσε ωφέλιμες αντιδράσεις στους λεμφαδένες. Επιπλέον, το φάρμακο δεν διαχύθηκε σε άλλα μέρη του σώματος όπου θα μπορούσε να προκαλέσει ανεπιθύμητες παρενέργειες.
Οι εξετάσεις ανοσοκυττάρων μέσα και γύρω από τον όγκο έδειξαν ότι η θεραπεία ενεργοποίησε με επιτυχία την οδό STING και ενίσχυσε το ανοσοποιητικό σύστημα ώστε να επιτεθεί στον όγκο. Όταν χορηγήθηκε σε συνδυασμό με φάρμακα που ενεργοποιούν τα Τ-λεμφοκύτταρα, η θεραπεία εξουδετέρωσε τους όγκους με μία ή δύο δόσεις και προκάλεσε μακροχρόνια ανοσία. Τα αποτελέσματα ήταν πολύ καλύτερα από τις υπάρχουσες θεραπείες ενεργοποίησης της STING.
Ο Στεγκ επισήμανε ότι η ενεργοποίηση της οδού STING από μόνη της δεν μπορεί να θεραπεύσει το γλοιοβλάστωμα χωρίς πρόσθετες θεραπευτικές προσεγγίσεις, διότι οι όγκοι έχουν πολλούς τρόπους να εμποδίσουν την ανοσολογική απόκριση. Η ομάδα του επιδιώκει να προσθέσει νέες λειτουργίες στις νανοδομές ώστε να ενεργοποιούν πολλαπλές ανοσολογικές οδούς ταυτόχρονα.
«Αυτή η προσέγγιση προσφέρει ελπίδα για πιο ασφαλείς και αποτελεσματικές θεραπείες για το γλοιοβλάστωμα και πιθανώς για άλλους καρκίνους ανθεκτικούς στην ανοσοθεραπεία, και αποτελεί κρίσιμο βήμα προς την κλινική εφαρμογή», κατέληξε ο Δρ. Στεγκ.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό PNAS.
