Pomimo ciągłego rozwoju medycyny do tej pory nie udało się wyeliminować ubocznych skutków radioterapii. Dlatego zespół badawczy pod kierownictwem Magdaleny Zdrowowicz-Żamojć, chemiczki z Uniwersytetu Gdańskiego, postanowił znaleźć rozwiązanie od strony molekularnej i biochemicznej, by ulepszyć radioterapię i uwolnić jej potencjał, a także zwiększyć bezpieczeństwo terapii.
Naukowcy zniszczyli DNA komórki nowotworowej i jednocześnie zablokowali mechanizm jej odbudowy. Połączenie chemioterapii i radioterapii może być bezpieczne dla człowieka i bardziej skuteczne. „Łączymy chemioterapię z radioterapią po to, by leczenie było bezpieczniejsze dla człowieka” – powiedziała w rozmowie z PAP dr Magdalena Zdrowowicz-Żamojć.
Skutki uboczne radioterapii
Radioterapia wykorzystywana jest do leczenia nowotworów, jednak podczas tego zabiegu dochodzi jednocześnie do eliminowania komórek nowotworowych i niszczenia zdrowej tkanki.
Rozwój technologii przyczynił się do poprawienia jakości aparatury stosowanej w radioterapii. Obecnie specjaliści mogą zlokalizować guzy z większą precyzją i łatwością, co przyczynia się do skierowania wiązki promieniowania wprost na komórki nowotworowe. Co więcej, na precyzję leczenia wpłynęła również poprawa jakości obrazu, jak również ruchome łóżka. Aktualnie stosuje się radioterapię frakcyjną, czyli promieniowanie podzielonej jest na mniejsze frakcje. Mimo to radioterapia wciąż niesie za sobą skutki uboczne.
– Żeby zwiększyć ochronę przed promieniowaniem radiologicznym, obniża się dawki, ale wraz z obniżeniem dawki pojawia się problem ze skutecznością. Innym podstawowym problemem radioterapii na poziomie komórkowym jest tzw. hipoksja, czyli niedotlenienie guzów nowotworowych. A ten tlen jest bardzo potrzebny, bo utrwala radiouszkodzenia DNA. Okazuje się też, że promieniowanie jonizujące nawet do trzech razy szybciej niszczy komórki zdrowe niż nowotworowe, właśnie ze względu na to niedotlenienie – wyjaśniła dr Magdalena Zdrowowicz-Żamojć.
Ulepszenie rozwiązań od strony molekularnej
Dr Magdalena Zdrowowicz-Żamojć wraz z zespołem postanowiła ulepszyć radioterapię, dzięki biologii molekularnej i biochemicznej.
– Uważamy, że radioterapia może być bardziej bezpieczna i skuteczna. Szukamy radiosensybilatorów, które uwrażliwią komórki nowotworowe na działanie promieniowania jonizującego. W związku z zastosowaniem tych związków możliwe by było obniżenie dawki promieniowania do takiej wartości, która byłaby dużo bezpieczniejsza dla pacjenta i bardziej skuteczna. Może nawet udałoby się przezwyciężyć zjawisko radiooporności niektórych guzów nowotworowych – uważa Zdrowowicz-Żamojć.
Wzorem do podjęcia pracy były badania prowadzone z wykorzystaniem 5-bromo-2′-deoksyurydyny (BrdU), której właściwości radiouczulające bada się od wielu lat.
– Rozglądaliśmy się za nowymi związkami, które mogłyby działać na takiej samej zasadzie, jak bromodeoksyurydyna. Najpierw zbadaliśmy mechanizm tego działania i wiemy, że to jest kwestia przyłączenia elektronu. Wiemy, jakie wiązania pękają przy przyłączaniu elektronu. W związku z tym projektujemy analogi, które będą się zachowywały tak samo na poziomie molekularnym. To zupełnie nowe związki – przez nas zaprojektowane i od podstaw badane – tłumaczy Zdrowowicz-Żamojć.
Wykorzystanie radiosensybilatorów
Zdaniem badaczki wykorzystanie radiosensybilatorów w praktyce klinicznej jest bardzo trudne. Najtrudniejszym elementem tego przedsięwzięcia jest znalezienie sposobu na zamknięcie leku w nośniku, tak aby możliwe było przetransportowanie go w dowolne miejsce.
– Jest wiele kwestii ograniczających. Badania kliniczne są trudne i długo trwają. Po drodze pojawiają się też inne przeszkody i pytania, np. jak spowodować, żeby te związki dotarły selektywnie do guza (czyli terapia celowana). Związki te ulegają szybkiemu metabolizmowi w wątrobie, więc być może trzeba zastosować odpowiednie strategie dostarczania leku, wykorzystując różne cechy komórek nowotworowych. Planujemy badania w tym zakresie. Często porównuję zastosowanie naszych radiouczulaczy do konia trojańskiego, czyli wprowadzamy związek, który jest teoretycznie obojętny, nie jest cytotoksyczny, ulega podstępnie wbudowaniu do DNA. Natomiast po zadziałaniu promieniowaniem jonizującym spowoduje szereg uszkodzeń DNA, prowadzących do śmierci komórek nowotworowych. Związki, które projektujemy i badamy, to modyfikowane nukleozydy – analogi naturalnych składników budulcowych DNA. Celem radioterapii jest właśnie cząsteczka DNA. Komórka składa się z wielu składników, natomiast to DNA jest centrum dowodzenia i zniszczenie tej biomolekuły spowoduje zniszczenie i śmierć komórki. Czyli celem jest wywołanie jak największej liczby uszkodzeń DNA, które w konsekwencji do tego doprowadzą. – podsumowuje ekspertka.
Co więcej, związki chemiczne projektowane są komputerowo.
– Mamy różne modele, które pomagają nam stwierdzić, że dany związek posiada pewne cechy, które czynią go obiecującym potencjalnym radiouczulaczem. Jeśli dany związek przejdzie testy komputerowe, przystępujemy do syntezy i badań eksperymentalnych zarówno na poziomie molekularnym, jak i komórkowym. Wszystkie te badania prowadzi nasz interdyscyplinarny zespół badawczy – dodaje specjalistka.
Magdalena Zdrowowicz-Żamojć postanowiła znaleźć związek, który oprócz uszkodzeń DNA będzie blokował możliwość naprawy uszkodzonego DNA. Badaczka wyjaśnia również, że komórki nowotworowe mają bardzo dobre mechanizmy naprawcze. Co wiąże się z tym, że szybko regenerują się po radioterapii. Rozwiązania, nad którymi obecnie pracuje specjalistka z zespołem, zyskały ochronę patentową.
– Staramy się też pozyskać środki na stworzenie i kompleksowe wyposażenie wyspecjalizowanego laboratorium umożliwiającego przetestowanie badanych związków na zwierzętach – zapowiada Zdrowowicz-Żamojć.
Źródło: rynekzdrowia.pl
