Cum nanoparticulele pot determina răspândirea cancerului
Noi cercetări constată că unele nanomateriale pe care oamenii de știință le folosesc pentru a combate cancerul pot avea efectul opus: de a ajuta la răspândirea tumorilor. Rezultatele dezvăluie de ce s-ar putea întâmpla acest lucru și ne propun o modalitate de a transforma acest risc într-un avantaj terapeutic.
Nanotehnologia a apărut recent ca o cale inovatoare pentru tratarea cancerului.
De exemplu, unii cercetători au conceput nanoparticule de aur care pot „căuta” celulele canceroase și le pot pulveriza din interior.
Alții, cu toate acestea, au folosit nanocapsule pentru a furniza medicamente concentrate într-un mod extrem de precis, evitând efectele secundare pe care le-ar putea provoca chimioterapia convențională.
Dar din ce sunt compuși acești „nanopurtători” și materialele pe care oamenii de știință le folosesc în nanomedicină ar putea ajuta, mai degrabă decât să împiedice răspândirea cancerului?
Oamenii de știință folosesc cel mai frecvent aur, dioxid de titan, argint și dioxid de siliciu, printre altele, în scopuri terapeutice.
Cu toate acestea, noi cercetări - ale căror rezultate apar acum în jurnal Nanotehnologia naturii - sugerează că aceste nanomateriale ar putea facilita răspândirea celulelor canceroase prin creșterea decalajului dintre celulele vaselor de sânge și permițând celulelor canceroase să migreze mai ușor către noi site-uri.
Cercetătorii de la Universitatea Națională din Singapore (NUS) de lângă Clementi au ajuns la această concluzie după ce au studiat mai multe modele de cancer mamar la rozătoare.
Fei Peng, de la Departamentul de Inginerie Chimică și Biomoleculară de la Facultatea de Inginerie NUS, este primul autor al lucrării.
Peng și colegii au numit fenomenul „scurgeri endoteliale induse de nanomateriale” (NanoEL). În lucrarea lor, ei sugerează, de asemenea, noi modalități prin care dezvoltatorii de medicamente ar putea folosi această descoperire pentru a elabora terapii mai eficiente pentru cancer și alte afecțiuni.
Nanoparticulele pot accelera progresia cancerului
Peng și echipa au constatat că NanoEL accelerează mișcarea celulelor canceroase de la locul tumorii originale la site-uri noi și ajută celulele canceroase care sunt deja în mișcare să se sustragă circulației sanguine.
David Leong, profesor asociat la Departamentul de Inginerie Chimică și Biomoleculară de la Facultatea de Inginerie NUS, este unul dintre liderii studiului.
El explică semnificația acestor rezultate, spunând: „Pentru un pacient cu cancer, implicația directă a constatărilor noastre este că expunerea pe termen lung, preexistentă la nanoparticule - de exemplu, prin produse cotidiene sau poluanți din mediu - poate accelera progresia cancerului, chiar și atunci când nanomedicina nu este administrată. ”
Nanoparticulele pot fi deseori prezente în produsele alimentare și cosmetice procesate, cum ar fi cremele și loțiunile.
„Interacțiunile dintre aceste nanomateriale minuscule”, continuă Leong, „și sistemele biologice din corp trebuie luate în considerare în timpul proiectării și dezvoltării nanomedicinei cancerului”.
„Este crucial”, adaugă el, „să ne asigurăm că nanomaterialul care furnizează medicamentul anticancer nu accelerează, de asemenea, neintenționat progresia tumorii.”
„Pe măsură ce se dezvoltă noi descoperiri în nanomedicină, trebuie să înțelegem simultan ce cauzează aceste nanomateriale să declanșeze rezultate neașteptate.”
David Leong
De la dușman la prieten
Autorii studiului explică, de asemenea, că am putea folosi același mecanism care ar putea reprezenta o vulnerabilitate în tratamentul cancerului și ar putea conduce la răspândirea tumorii pentru a obține exact efectul opus.
Spunerea vaselor de sânge, spun ei, poate facilita, de asemenea, accesul medicamentelor pentru chimioterapie sau a celulelor stem la țesuturile deteriorate.
„În prezent explorăm utilizarea efectului NanoEL”, spune Leong, „pentru a distruge tumorile imature atunci când există vase de sânge scurte sau deloc scurte care să livreze medicamente împotriva cancerului către tumori”.
„Trebuie să parcurgem foarte atent această linie fină și să optimizăm durata la care tumorile sunt expuse la nanoparticule”, adaugă el. Acest lucru ar putea permite oamenilor de știință să vizeze sursa bolii înainte ca celulele canceroase să se răspândească și să devină o problemă extrem de refractară.
În plus față de cancer, poate fi, de asemenea, posibil să se aplice constatările și în alte condiții care implică organe și țesuturi deteriorate.
Co-liderul studiului Han Kiat Ho, de la Departamentul de Farmacie de la Facultatea de Științe din SUA, explică mai departe.
Potrivit acestuia, NanoEL „poate fi exploatat și în alte condiții în care eșecul scurgerii este o caracteristică cheie. De exemplu, leziunile organelor, cum ar fi fibroza hepatică, pot provoca cicatrici excesive ", spune el," având ca rezultat o pierdere a scurgerilor care reduce intrarea de nutrienți prin vasele de sânge. "
