Wyobraźmy sobie lek o potężnym działaniu przeciwnowotworowym – tyle że jego zastosowanie przypomina użycie młota do wybicia szyby. Skuteczny, ale destrukcyjny dla wszystkiego wokół. Czy można go dostarczyć dokładnie tam, gdzie trzeba, omijając zdrowe tkanki? Naukowcy z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu udowodnili, że to możliwe – i to za pomocą… prądu.
Jasplakinolid – śmierć dla komórek, ale nie tylko nowotworowych
Jasplakinolid to związek pochodzący z gąbek morskich, występujących w rejonie Pacyfiku. W komórkach pełni funkcję „stratega wojennego” – stabilizuje włókna aktynowe, zakłócając prawidłowe funkcje cytoszkieletu. To prowadzi do zatrzymania wzrostu i migracji komórek, co w przypadku nowotworów może skutkować ich zniszczeniem.
– Jasplakinolid, który działa jako stabilizator filamentów aktynowych, rzeczywiście może być skuteczny w leczeniu nowotworów, które charakteryzują się silnie rozwiniętym cytoszkieletem – tłumaczy dr Anna Szewczyk. – To może być szczególnie ważne w przypadkach nowotworów z wysoką inwazyjnością, takich jak rak piersi, rak płuca czy glejaki, gdzie cytoszkielet odgrywa kluczową rolę w procesach rozprzestrzeniania się komórek rakowych – mówi dr Anna Szewczyk.
Problem? Lek niszczy również zdrowe komórki – i właśnie ten problem badacze postanowili rozwiązać.
Mięsak prążkowanokomórkowy – trudny przeciwnik
Mięsak prążkowanokomórkowy (rhabdomyosarcoma, RMS) to rzadki, ale bardzo agresywny nowotwór, który rozwija się w mięśniach poprzecznie prążkowanych, najczęściej u dzieci w wieku 1–10 lat. Zwykle pojawia się w obrębie głowy, szyi, układu moczowo-płciowego lub kończyn. RMS to najczęstszy mięsak tkanek miękkich wśród dzieci, stanowiąc około połowy przypadków w tej grupie wiekowej.
Dotychczasowe leczenie – chemioterapia, radioterapia i operacje – bywa skuteczne, ale niesie też poważne skutki uboczne. Dlatego zespół z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu, kierowany przez dr Annę Szewczyk, postanowił poszukać alternatywy.
Elektroporacja – sposób na precyzję
W rozwiązaniu problemu kluczową rolę odegrała elektroporacja. To technika polegająca na stosowaniu krótkich impulsów elektrycznych, które czasowo „otwierają” błonę komórkową, umożliwiając wprowadzenie leku do wnętrza komórki.
– W naszym zespole sprawdzamy różne metody, które wspomagają selektywne dostarczanie leku do komórek nowotworowych – mówi prof. Julita Kulbacka – Badamy kilka innych technologii umożliwiających celowane dostarczanie leków, m.in. nanonośniki – od liposomów i nanocząstek polimerowych po inteligentne nośniki białkowe. Pracujemy też nad sonoporacją, magnetoporacją, a nawet terapią fotodynamiczną. Ale PEF (ang. Pulsed Electric Field) jest dziś technologią najbardziej zaawansowaną klinicznie, z ponad 20-letnim doświadczeniem w elektrochemioterapii – wskazuje.
Dlaczego elektroporacja budzi takie zainteresowanie? Bo jest skuteczna, sprawdzona i można ją łatwo łączyć z innymi technologiami, np. nanocząstkami. Urządzenia do jej przeprowadzania są już zatwierdzone do badań klinicznych, a sama metoda jest relatywnie bezpieczna – szczególnie że zdrowe komórki są mniej podatne na impulsy niż nowotworowe.
Prąd + lek = podwójne uderzenie
Zespół naukowców z Wrocławia przetestował terapię z użyciem jasplakinolidu i elektroporacji na trzech liniach komórkowych: RMS (komórki nowotworowe), CHO-K1 (komórki jajnika chomika) i C2C12 (komórki mięśniowe myszy). Wyniki były jednoznaczne: połączenie leku z impulsami znacząco ograniczyło przeżywalność komórek nowotworowych, niemal nie wpływając na komórki zdrowe.
– Zaobserwowaliśmy także zmiany w ekspresji pan-kadheryny, która odpowiada za przyleganie komórek” – dodaje dr Szewczyk. – Fragmentacja kadheryn może oznaczać utratę zdolności do tworzenia połączeń międzykomórkowych, co osłabia zdolność guza do przerzutowania.
Co to oznacza w praktyce?
Choć to jeszcze nie terapia gotowa do zastosowania w szpitalu, daje nadzieję na nową strategię leczenia nowotworów dziecięcych. Zamiast ogólnoustrojowej chemioterapii – lokalne, celowane leczenie wspomagane impulsami elektrycznymi.
– Elektroporacja stanowi uniwersalną platformę do dostarczania różnych cząsteczek – od klasycznych cytostatyków, przez RNA/siRNA, po białka i przeciwciała stosowane w immunoterapii – wyjaśnia Wojciech Szlasa. – Szczególne nadzieje budzi możliwość miejscowego podania leków immunomodulujących, jak inhibitory punktów kontrolnych czy cytokiny, co może zmniejszyć ich toksyczność ogólnoustrojową. Trwają również badania nad integracją PEF z terapiami genowymi – np. w celu wprowadzenia receptorów CAR do komórek T bez konieczności użycia wirusów.
Rak płaskonabłonkowy skóry. Przegląd, objawy, diagnoza i leczenie
Bezpieczeństwo? Obiecujące, ale jeszcze pod lupą
Na razie badania przeprowadzono wyłącznie w warunkach laboratoryjnych (in vitro). Kolejny krok to testy na modelach zwierzęcych, a dopiero później ewentualne badania kliniczne na ludziach.
– Największym wyzwaniem w translacji metody elektroporacji z modelu in vitro do zastosowania klinicznego – zwłaszcza u dzieci – jest złożoność ludzkiego organizmu, której nie oddają modele laboratoryjne – wyjaśnia dr Anna Szewczyk. – W organizmie dziecka musimy brać pod uwagę szereg dodatkowych czynników: mikrośrodowisko guza, przewodnictwo tkanek, anatomię pacjenta, a nawet konieczność znieczulenia ogólnego.
Dodatkowym wyzwaniem jest rzadkość RMS – trudniej o dużą próbę pacjentów, a bez niej wprowadzenie nowej metody do praktyki klinicznej może potrwać.
Nadzieja na terapię przyszłości
Choć do zastosowania klinicznego jeszcze daleko, badania zespołu z Wrocławia otwierają nowe perspektywy w leczeniu nowotworów dziecięcych. Połączenie jasplakinolidu z elektroporacją może stać się narzędziem, które uderza w raka z chirurgiczną precyzją – i chroni zdrowe komórki.
Dlatego tak ważne są innowacyjne rozwiązania, które pozwalają lepiej dostosować terapię do potrzeb małego pacjenta. Połączenie jasplakinolidu z elektroporacją to przykład terapii miejscowej, która działa tam, gdzie trzeba – w obrębie guza – ograniczając niszczenie zdrowych komórek i tkanek. W przyszłości takie podejście może pozwolić lekarzom leczyć skuteczniej, ale też łagodniej, bez dramatycznych skutków ubocznych, jakie niesie ze sobą tradycyjna chemioterapia.
To także krok w stronę medycyny personalizowanej, która bierze pod uwagę wiek, biologię nowotworu i wrażliwość organizmu. Jeśli dalsze badania potwierdzą skuteczność tej metody, być może zmieni ona standard leczenia nie tylko mięsaków u dzieci, ale i innych nowotworów, w których precyzja działania jest kluczowa.
Czym jest mięsak prążkowanokomórkowy (RMS)?
To rzadki i agresywny nowotwór tkanek miękkich, najczęściej występujący u dzieci i młodzieży. Wywodzi się z niedojrzałych komórek mięśni szkieletowych i może rozwijać się w różnych częściach ciała. Objawy zależą od lokalizacji guza, ale najczęściej obejmują bezbolesny guz, obrzęk lub ból w danym miejscu.
Jak działa jasplakinolid?
Jasplakinolid to związek naturalnego pochodzenia, pozyskiwany z gąbek morskich. Ma silne działanie przeciwnowotworowe – wpływa na cytoszkielet komórki, czyli wewnętrzną „strukturę nośną” komórki. Zaburza funkcjonowanie aktyny, białka kluczowego dla kształtu i ruchu komórek, co prowadzi do ich śmierci.
Na czym polega elektroporacja i jak wspomaga terapię jasplakinolidem?
Elektroporacja polega na zastosowaniu krótkich impulsów elektrycznych, które otwierają tymczasowe pory w błonie komórkowej. Dzięki temu jasplakinolid może łatwiej wniknąć do wnętrza komórek nowotworowych. Ta metoda zwiększa skuteczność terapii, pozwalając precyzyjnie dostarczyć lek do miejsca działania.
Dlaczego interakcja jasplakinolidu z aktyną jest ważna?
Badania pokazują, że jasplakinolid może wiązać się zarówno z pojedynczymi cząsteczkami aktyny, jak i z całymi jej włóknami. Oznacza to, że jego działanie jest wielopoziomowe – nie tylko stabilizuje włókna aktynowe, ale może też wpływać na formowanie ich struktury, co czyni go bardziej skutecznym przeciwnikiem nowotworu.
Jak obecnie leczy się mięsaka prążkowanokomórkowego?
Standardowe leczenie obejmuje chirurgiczne usunięcie guza, chemioterapię oraz radioterapię. Coraz częściej badane są także nowoczesne terapie celowane i immunoterapie, które mogą w przyszłości zwiększyć skuteczność leczenia i ograniczyć skutki uboczne.
Dlaczego tak ważne jest celowane dostarczanie jasplakinolidu?
Jasplakinolid działa silnie nie tylko na komórki nowotworowe, ale też na zdrowe. Dlatego kluczowe jest, aby trafiał dokładnie tam, gdzie jest potrzebny – do guza. Takie precyzyjne dostarczanie może zmniejszyć ryzyko powikłań i zwiększyć bezpieczeństwo terapii.
Jakie efekty dało połączenie jasplakinolidu z elektroporacją w badaniach na komórkach mięsaka?
Zastosowanie jasplakinolidu razem z elektroporacją znacząco zwiększyło jego skuteczność. Zaobserwowano silne uszkodzenia komórek nowotworowych – zaburzenia cytoszkieletu, zniszczenie struktur aktynowych i spadek ich żywotności. Co ważne, zdrowe komórki mięśniowe były dużo mniej wrażliwe na tę terapię, co sugeruje jej selektywność.
Jak dokładnie duet jasplakinolid–elektroporacja wpływa na komórki nowotworowe?
Terapia ta prowadzi do zniszczenia cytoszkieletu komórek raka – aktyna tworzy nieprawidłowe skupiska, zanikają włókna naprężeniowe, a połączenia między komórkami ulegają destabilizacji. W efekcie komórki tracą zdolność do ruchu i przylegania, co ogranicza ich rozprzestrzenianie się. Normalne komórki są znacznie mniej podatne na te zmiany.
Nowe terapie onkologiczne o wysokiej selektywności – projekt badawczy UMW z dofinansowaniem KPO
mięsak prążkowanokomórkowy, rhabdomyosarcoma leczenie, jasplakinolid nowotwory, elektroporacja w onkologii, terapie celowane nowotwory, leczenie raka u dzieci, impulsy elektryczne w terapii, innowacyjne metody leczenia raka, elektrochemioterapia, nanonośniki leków, leczenie mięsaków u dzieci, nowoczesna onkologia dziecięca, precyzyjne leczenie nowotworów, terapia miejscowa nowotworów, badania nad leczeniem nowotworów