Zlaté nanotyčinky dokážou zabránit metastázám

Vědci zjistili, že metastázám se zřejmě dá zabránit potlačením migrace rakovinných buněk. Nová metoda dokáže zabíjet rakovinové buňky. Zastavení migrace je klíčové pro zastavení metastazování, které při onkologickém onemocnění představuje hlavní příčinu úmrtí. Dosavadní léčebné postupy bývají obvykle neúčinné.

Nádorovým buňkám umožňují migraci výběžky, jejichž pomocí se pohybují. Výzkumnému týmu v čele s Mostafou al-Sayedem na Georgia Tech´s School v americké Atlantě se úspěšně podařilo odstranit tyto výběžky použitím speciální techniky. Objev byl publikován v časopisu PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Tyto dlouhé tenké výběžky, umožňující nádorovým buňkám se pohybovat, se nazývají filopodia. Představují prodloužení vláken zvaných lamellipodia, které se nacházejí na okrajích buněk. V zásadě jsou lamellipodia a filopodia malé „nohy“, jimiž se zdravé buňky pohybují uvnitř tkání. V rakovinových buňkách však vznikají v nadměrném množství. Vědci využili tzv. nanotyčinky, vytvořené ze zlatých nanočástic, k zablokování těchto „nožek“. Pomocí nanotechnologie zmenšili určité látky do nanoměřítka, přičemž „nano“ představuje jednu miliardtinu metru – kdy tyto látky vykazují nové chemické i fyzikální vlastnosti.

Profesor El-Sayed s kolegy využil nanotyčinky lokálně. Byly pokryty vrstvou molekul RGD peptidů, díky nimž se mohou vázat na integrin, specifický druh proteinu. „Nanotyčinky cíleně vážou integrin a blokují jeho funkce, takže už dál nemůže na cytoskeletonu způsobovat nadprodukci lamellipodií a filopodií,“ vysvětluje spoluautor studie Yan Tang.

Cytoskeleton je podpůrná struktura buňky, která jí dodává tvar. Jednou z dalších funkcí je schopnost vytvářet výčnělky filopodií. Při experimentech se ukázalo, že navázání nanotyčinek na integrin dokáže zpomalit migraci rakovinových buněk. Významné přitom je, že tato metoda se vyhýbá zdravým buňkám, takže terapie by byla pro pacienty mnohem šetrnější než toxicky působící chemoterapie.

Existují určité specifické integriny, produkované v nadměrném množství právě v rakovinových buňkách, zatímco ve zdravých buňkách se vyskytují výrazně méně. Ve druhé fázi experimentu vědci zahřáli nanotyčinky laserem se zářením v blízké infračervené oblasti spektra. Tím účinně zabránili migraci zhoubných buněk.

„Záření nebylo absorbováno do buněk, ale do zlatých nanotyčinek. Ty se zahřály a částečně rozpustily rakovinové buňky, s nimiž byly spojené, tím, že rozdrtily jejich lamellipodia a filopodia.

Při tomto postupu nedošlo ke zničení všech rakovinových buněk, což vědcům zabránilo zjistit, zda skutečně úspěšně zabránili jejich migraci. Přesto se však domnívají, že tato metoda se bude moci po úpravách využívat k likvidaci zhoubných buněk.

Profesor El-Sayed s kolegy už předtím provedl podobný experiment na myších, při němž využili stejnou metodu. Předchozí výzkum neshledal žádnou toxicitu zlata ani po 15 měsících od aplikace.

Vědci doufají, že budou brzy schopní léčit nádory hlavy, hrdla, prsu a kůže přímým lokálním injektováním nanotyčinek v kombinaci se zářením v blízké infračervené oblasti spektra.

Laser dokáže proniknout k zlatým nanotyčinkám v tkáni do hloubky čtyři až pět centimetrů. Hlouběji uložené tumory bude možné ošetřit hlubšími injekcemi nanotyčinek, tvrdí autoři studie.

Zdroj: Moustafa R. K. Ali et al. Targeting cancer cell integrins using gold nanorods in photothermal therapy inhibits migration through affecting cytoskeletal proteins. PNAS 2017; published ahead of print June 26, 2017, doi:10.1073/pnas.1703151114

Autor: uza