Οι επιστήμονες ανέπτυξαν νέες φωτοευαίσθητες χημικές ουσίες που μπορούν να βελτιώσουν ριζικά τη θεραπεία των επιθετικών καρκίνων με ελάχιστες παρενέργειες. Σε δοκιμές σε ποντίκια, η νέα θεραπεία εξολόθρευσε πλήρως τους μεταστατικούς όγκους του καρκίνου του μαστού.
Οι νέες χημικές ουσίες, που ονομάζονται άλατα κυανίνης-καρβορανίου, και ο ρόλος τους στην επόμενη γενιά θεραπειών για τον καρκίνο, περιγράφονται σε νέο άρθρο που δημοσιεύεται στο Angewandte Chemie, ένα περιοδικό της Γερμανικής Χημικής Εταιρείας.
Η φωτοδυναμική θεραπεία, ή PDT, χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες για τη θεραπεία μορφών καρκίνου του δέρματος και της ουροδόχου κύστης. Λειτουργεί πλημμυρίζοντας το σώμα του ασθενούς με φωτοευαίσθητες χημικές ουσίες που συσσωρεύονται στα καρκινικά κύτταρα. Η έκθεση του ασθενούς σε φως ενεργοποιεί τις χημικές ουσίες και σκοτώνει τα νοσούντα κύτταρα.
Το φως αναγκάζει τις χημικές ουσίες να παράγουν εξαιρετικά αντιδραστικά μόρια οξυγόνου - σαν μικροσκοπικά βιοχημικά πυροτεχνήματα - που διασπούν τα καρκινικά κύτταρα από μέσα, ενώ αφήνουν τα υγιή κύτταρα ανέπαφα.
Πρόκειται για μια χρήσιμη θεραπεία με αρκετά ωστόσο μειονεκτήματα που περιορίζουν την αποτελεσματικότητά της, συμπεριλαμβανομένης της παρατεταμένης ευαισθησίας στο φως, της ανεπαρκούς διείσδυσης στους ιστούς και της τοξικότητας εκτός στόχου. Αυτά τα μειονεκτήματα μπορούν να αποτρέψουν την πλήρη εξάλειψη του όγκου και μπορεί να οδηγήσουν σε επανεμφάνιση του καρκίνου.
Η διεπιστημονική ερευνητική ομάδα αποτελείται από επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Riverside και το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν ή MSU.
«Τα άλατα κυανίνης-καρβορανίου ελαχιστοποιούν αυτές τις προκλήσεις, προσφέροντας έναν ασφαλέστερο και ακριβέστερο τρόπο για την πλήρη καταστροφή των όγκων, ενώ παράλληλα χαρίζεται στους υγιείς ιστούς», δήλωσε η καθηγήτρια Sophia Lunt, ερευνήτρια καρκίνου του MSU και συν-αρχηγός του έργου.
Οι ερευνητές δήλωσαν ότι οι τρέχουσες χημικές ουσίες PDT που έχουν εγκριθεί από τον FDA παραμένουν στο σώμα για παρατεταμένες χρονικές περιόδους. Μετά τη θεραπεία, οι ασθενείς πρέπει να παραμείνουν στο σκοτάδι για δύο έως τρεις μήνες, επειδή ακόμη και τα χαμηλά επίπεδα φωτός θα τους προκαλέσουν φουσκάλες και εγκαύματα.
Αντίθετα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα άλατα κυανίνης-καρβορανίου απομακρύνονται από το σώμα πιο γρήγορα, παραμένοντας μόνο στα καρκινικά κύτταρα που απαιτούν θεραπεία.
Ο Vincent Lavallo, καθηγητής χημείας του UCR και συν-ερευνητής, είναι ειδικός στη σύνθεση των καρβορανίων.
«Το πιο ενδιαφέρον είναι η ικανότητα στόχευσης αυτής της ουσίας που φτιάξαμε να πηγαίνει ακριβώς εκεί που χρειάζεται και να μένει εκεί, ενώ τα υπόλοιπα περνούν. Με αυτόν τον τρόπο θα σκοτώσει μόνο τα κύτταρα ακριβώς εκεί που βρίσκεται ο καρκίνος, αλλά δεν θα βλάψει τον ασθενή», δήλωσε ο Lavallo.
Ο Lavallo συνεργάστηκε με τον Richard Lunt, δωρητή καθηγητή χημικής μηχανικής του MSU, για την ανάπτυξη των αλάτων κυανίνης-καρβορανίου.
Σε αντίθεση με τους συμβατικούς παράγοντες PDT, τα άλατα εκμεταλλεύονται μια φυσική τρωτότητα των καρκινικών κυττάρων. Προσλαμβάνονται από πρωτεΐνες που ονομάζονται OATPs και υπερεκφράζονται στους όγκους. Αυτό επιτρέπει την ακριβή στόχευση χωρίς την ανάγκη δαπανηρών πρόσθετων χημικών ουσιών που χρησιμοποιούνται σήμερα με την PDT για να βοηθήσουν στη στόχευση των καρκινικών κυττάρων.
Η παραδοσιακή PDT είναι επίσης περιορισμένη ως προς την ικανότητά της να θεραπεύει βαθιά εδραιωμένους όγκους επειδή λειτουργεί με μήκη κύματος φωτός που διεισδύουν μόνο μερικά χιλιοστά στο σώμα. Μόλις βρεθούν μέσα στα καρκινικά κύτταρα, τα άλατα κυανίνης-καρβορανίου μπορούν να ενεργοποιηθούν από το εγγύς υπέρυθρο φως που είναι σε θέση να κινηθεί βαθύτερα στους ιστούς. Αυτό θα μπορούσε να διευρύνει το φάσμα των καρκίνων που θα μπορούσαν να αντιμετωπιστούν.
Δεδομένης της επιτυχίας τους, οι ερευνητές ενθαρρύνονται να συνεχίσουν την έρευνα και να προσπαθήσουν να επεκτείνουν τους τύπους των θεραπειών καρκίνου με τους οποίους μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα άλατα. Ίσως είναι δυνατόν να τροποποιηθούν τα άλατα έτσι ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν με άλλες πηγές ενέργειας εκτός από το φως που διεισδύουν ακόμη πιο βαθιά στο σώμα.
