- Badacze odkryli nowy sposób na zablokowanie rozprzestrzeniania się nowotworów, wykorzystując bezpieczną formę tlenku węgla.
- Opracowano substancję, która skutecznie hamuje powstawanie przerzutów, będących główną przyczyną zgonów pacjentów onkologicznych.
- To przełomowe odkrycie może zmienić przyszłość terapii uzupełniających, dając nadzieję na znaczące zmniejszenie ryzyka nawrotu choroby.
Naukowcy z Weill Cornell Medicine w Nowym Jorku opracowali obiecującą metodę, która może skutecznie zahamować rozprzestrzenianie się niektórych z najagresywniejszych nowotworów, takich jak rak trzustki czy potrójnie ujemny rak piersi. Kluczem jest specjalnie zaprojektowana substancja, która bezpiecznie uwalnia tlenek węgla (czad) w organizmie, blokując powstawanie niebezpiecznych przerzutów.
Przerzuty to największe zagrożenie w walce z rakiem - nawet po udanych operacjach i intensywnej chemioterapii komórki nowotworowe często pozostają uśpione, by po pewnym czasie zaatakować inne narządy, tworząc nowe guzy. To właśnie przerzuty odpowiadają za większość zgonów pacjentów onkologicznych, dlatego od dawna poszukiwano sposobów na ich bezpieczne i skuteczne zablokowanie. Nowa metoda, opublikowana w prestiżowym piśmie "Advanced Science", może zmienić przyszłość terapii wspomagających, dając nadzieję na znaczące zmniejszenie ryzyka nawrotu choroby u wielu pacjentów.
Czy tlenek węgla może leczyć raka? Bezpieczne podejście do toksycznej substancji
W 2022 roku zespół dr Nancy Du z Weill Cornell Medicine poinformował, że już niskie dawki tlenku węgla hamowały rozwój przerzutów w badaniach laboratoryjnych na modelach nowotworów. Wyzwanie stanowiło jednak znalezienie bezpiecznego i praktycznego sposobu podawania tlenku węgła w celach leczniczych. Wdychanie tlenku węgla jest trudne do kontrolowania i śmiertelnie niebezpieczne.
Wcześniejsze badania wykorzystywały eksperymentalne cząsteczki, które uwalniały tlenek węgla, ale niestety zawierały toksyczne metale, takie jak ruten czy żelazo, pozostawiające szkodliwe produkty uboczne.
Aby pokonać te ograniczenia, naukowcy stworzyli innowacyjny, niezawierający metali nieaktywny związek (tzw. prolek), który po podaniu dożylnym przekształca się w organizmie w swoją aktywną formę, uwalniając tlenek węgla. - Opracowujemy unikalne podejście do blokowania przerzutów, wykorzystując niezawierający metali prolek, który ma uwalniać niskie, kontrolowane poziomy tlenku węgla w organizmie - powiedziała dr Nancy Du. - Chociaż w dużych dawkach tlenek węgla jest znany jako toksyczny gaz, nasze ciała naturalnie wytwarzają jego niewielkie ilości.
CO-116: Nowy prolek w walce z przerzutami
Naukowcy przetestowali nowo opracowany prolek o nazwie CO-116 na wielu mysich modelach raka trzustki i potrójnie ujemnego raka piersi. Wyniki były niezwykle obiecujące: leczenie CO-116 znacząco zmniejszyło wzrost guzów przerzutowych w wątrobie i płucach, nie wywołując przy tym żadnych objawów toksyczności, utraty masy ciała ani zmian w zachowaniu zwierząt.
Co ciekawe, badacze zaobserwowali, że częstsze podawanie mniejszych dawek proleku było skuteczniejsze niż podawanie tej samej całkowitej ilości w jednej, większej dawce raz tygodniowo. - Określenie, kiedy i jak często podawany jest prolek, jest ważniejsze niż dawka całkowita, co może pomóc w ukierunkowaniu przyszłego rozwoju klinicznego - podkreślił dr Tiantian Zhang, współpracownik naukowy w laboratorium dr Du i pierwszy autor badania.
Jak CO-116 blokuje nowotwory? Rola białka HRG1
Dalsze badania pozwoliły naukowcom zrozumieć mechanizm działania CO-116. Okazało się, że prolek zmniejsza poziom białka o nazwie HRG1, które pomaga komórkom nowotworowym przyswajać hem - cząsteczkę zawierającą żelazo, niezbędną do wielu kluczowych funkcji komórkowych. Obniżając poziom HRG1, CO-116 zaburza szlak sygnałowy, który promuje migrację komórek nowotworowych i wzrost przerzutów.
Aby dokładnie to zbadać, naukowcy poddali komórki nowotworowe manipulacji genetycznej. Wzrost poziomu HRG1 sprawił, że komórki nowotworowe stały się bardziej agresywne i mniej wrażliwe na leczenie tlenkiem węgla. Z kolei zmniejszenie ekspresji HRG1 znacząco spowolniło wzrost przerzutów zarówno w modelach raka trzustki, jak i piersi.
Odkrycia te sugerują, że HRG1 może być obiecującym celem terapeutycznym i potencjalnym wskaźnikiem (tzw. biomarkerem) do identyfikacji pacjentów, którzy najprawdopodobniej odniosą korzyści z terapii opartej na tlenku węgla.
Przyszłość terapii: Nadzieja dla pacjentów po leczeniu
Chociaż przed przetestowaniem terapii u pacjentów konieczne są dalsze i szeroko zakrojone badania, CO-116 lub związki pokrewne mogłyby potencjalnie zostać opracowane jako terapie uzupełniające (adiuwantowe). Byłyby one stosowane po operacji lub chemioterapii, aby znacząco zmniejszyć ryzyko nawrotu choroby.
Przyszłe badania będą musiały ocenić długoterminowe bezpieczeństwo, określić optymalne dawkowanie i ustalić, czy działanie przeciwprzerzutowe utrzymuje się po zakończeniu leczenia.
