Μια νέα, ελπιδοφόρα προοπτική στη μάχη κατά του καρκίνου ανοίγει η έρευνα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο RMIT της Αυστραλίας. Η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε μια καινοτόμο κατηγορία νανοσωματιδίων, τα οποία έχουν την ικανότητα να εντοπίζουν και να εξουδετερώνουν επιλεκτικά τα καρκινικά κύτταρα, αφήνοντας σχεδόν ανέπαφο τον υγιή ιστό. Η ανακάλυψη αυτή, που βασίζεται σε ένα κοινό μέταλλο και όχι σε πολύτιμα υλικά, υπόσχεται μελλοντικά θεραπείες πιο φιλικές για τον οργανισμό και σημαντικά πιο οικονομικές στην παραγωγή τους.
Η κεντρική ιδέα πίσω από τη νέα μέθοδο είναι η εκμετάλλευση μιας φυσικής αδυναμίας των καρκινικών κυττάρων. Σε αντίθεση με τα υγιή κύτταρα, τα καρκινικά λειτουργούν ήδη υπό καθεστώς υψηλού οξειδωτικού στρες. Ζουν, ουσιαστικά, στα όρια των αντοχών τους.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Jian Zhen Ou και τον Δρ. Baoyue Zhang από τη Σχολή Μηχανικών του RMIT, δημιούργησαν νανοσωματίδια από οξείδιο του μολυβδαινίου (nanodots), τα οποία λειτουργούν ως καταλύτες για την περαιτέρω αύξηση αυτού του στρες. Όταν τα σωματίδια αυτά εισέρχονται στα καρκινικά κύτταρα, απελευθερώνουν δραστικές μορφές οξυγόνου.
«Τα καρκινικά κύτταρα ζουν ήδη υπό υψηλότερη πίεση σε σχέση με τα υγιή», εξηγεί ο Δρ. Zhang. «Τα σωματίδιά μας ωθούν αυτή την πίεση λίγο παραπέρα – όσο χρειάζεται για να πυροδοτήσουν την αυτοκαταστροφή τους, ενώ τα υγιή κύτταρα μπορούν να διαχειριστούν την κατάσταση χωρίς πρόβλημα». Η διαδικασία αυτή οδηγεί στην απόπτωση, τον φυσικό μηχανισμό του οργανισμού για την απομάκρυνση κατεστραμμένων κυττάρων.
Ένα από τα πλέον εντυπωσιακά χαρακτηριστικά της νέας τεχνολογίας είναι η αυτονομία της. Πολλές σύγχρονες νανο-θεραπείες βασίζονται στη φωτοδυναμική θεραπεία, απαιτώντας εξωτερική πηγή φωτός για να ενεργοποιηθούν. Αυτό συχνά περιορίζει τη χρήση τους σε επιφανειακούς όγκους ή απαιτεί πολύπλοκες διαδικασίες για να φτάσει το φως σε βαθύτερα όργανα.
Αντιθέτως, τα νανοσωματίδια του RMIT λειτουργούν αποτελεσματικά χωρίς καμία ενεργοποίηση από φως. Στα εργαστηριακά πειράματα, απέδειξαν την ισχύ τους διασπώντας μια μπλε χρωστική κατά 90% μέσα σε μόλις 20 λεπτά, σε συνθήκες απόλυτου σκότους. Αυτή η ιδιότητα τα καθιστά εξαιρετικά υποσχόμενα για την καταπολέμηση όγκων που βρίσκονται βαθιά στο σώμα, όπου το φως δεν μπορεί να διεισδύσει εύκολα.
Οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν σε εργαστηριακό περιβάλλον έδειξαν ότι τα νανοσωματίδια εξόντωσαν κύτταρα καρκίνου του τραχήλου της μήτρας με τριπλάσιο ρυθμό σε σύγκριση με τα υγιή κύτταρα, μέσα σε διάστημα 24 ωρών. Η επιλεκτικότητα αυτή είναι το «κλειδί» για την ανάπτυξη φαρμάκων που θα αποφεύγουν τις σοβαρές παρενέργειες των σημερινών χημειοθεραπειών, οι οποίες συχνά καταστρέφουν αδιακρίτως τόσο τον καρκινικό όσο και τον υγιή ιστό.
Για να επιτύχουν αυτό το αποτέλεσμα, οι επιστήμονες τροποποίησαν τη χημική δομή του οξειδίου του μολυβδαινίου προσθέτοντας ελάχιστες ποσότητες υδρογόνου και αμμωνίου. Αυτή η «μικρο-ρύθμιση» άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο τα σωματίδια διαχειρίζονται τα ηλεκτρόνια, επιτρέποντάς τους να παράγουν τα απαραίτητα επίπεδα οξυγόνου για να εξουδετερώσουν τον εχθρό.
Πέρα από τη βιολογική τους αποτελεσματικότητα, τα νέα νανοσωματίδια παρουσιάζουν και οικονομικό ενδιαφέρον. Κατασκευάζονται από μολυβδαίνιο, ένα μέταλλο ευρείας χρήσης που χρησιμοποιείται συχνά σε κράματα και ηλεκτρονικά, και όχι από ακριβά και ενίοτε τοξικά ευγενή μέταλλα όπως ο χρυσός ή ο άργυρος. Αυτό σημαίνει ότι, εφόσον η τεχνολογία φτάσει στο στάδιο της μαζικής παραγωγής, το κόστος θα μπορούσε να διατηρηθεί σε χαμηλά επίπεδα, κάνοντας τη θεραπεία προσβάσιμη σε ευρύτερα στρώματα ασθενών.
Παρά τον ενθουσιασμό που προκαλούν τα ευρήματα, η επιστημονική ομάδα τονίζει πως η έρευνα βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο. Τα πειράματα έχουν διεξαχθεί αποκλειστικά σε κυτταρικές καλλιέργειες και όχι σε ζωντανούς οργανισμούς.
Το επόμενο βήμα για την ομάδα του Κέντρου Αριστείας COMBS του RMIT περιλαμβάνει τον σχεδιασμό συστημάτων στοχευμένης χορήγησης, ώστε τα νανοσωματίδια να ενεργοποιούνται αποκλειστικά εντός του όγκου, καθώς και τον έλεγχο της απελευθέρωσης των δραστικών μορφών οξυγόνου για την απόλυτη προστασία των υγιών ιστών. Παράλληλα, αναζητούνται συνεργασίες με βιοτεχνολογικές και φαρμακευτικές εταιρείες για την έναρξη προκλινικών δοκιμών σε ζωικά μοντέλα.