Önmaguk pusztulását okozhatják a daganatos sejtek, hála egy vadonatúj, japán módszernek. Az eljárás lényege, hogy a ráksejtek által termelt szén-monoxidot használnák fel tumorellenes hatóanyagok előállításához. A technika előnye, hogy az egészséges sejtek sértetlenek maradnak.
A daganatos betegségek kemoterápiás kezelése során nagy problémát jelent, hogy a rákos sejtek mellett az egészséges szövetek is károsodnak, ami súlyos mellékhatásokkal jár. A japán RIKEN kutatóintézet munkatársai most egy olyan módszerrel kísérleteznek, amely a ráksejtekben termelődő szén-monoxid segítségével közvetlenül a daganaton belül állítaná elő a mérgező hatóanyagot. Ezzel elkerülhetővé válna az egészséges sejtek károsodása.
Saját anyagaikat fordítanák a ráksejtek ellen
Bár a szén-monoxid mérgező gáz, természetes módon az emberi szervezet is előállítja. Számos ráktípus sejtjei ráadásul a szokásosnál nagyobb mennyiségben termelik. A japán kutatók ezt a tulajdonságot aknázták ki a célzott kezelés kidolgozása során; olyan vegyületeket vizsgáltak, amelyek szén-monoxid jelenlétében sejtmérgező anyagokat állítanak elő. A cél, hogy a folyamat elsősorban a daganatos sejtekben menjen végbe, ahol elegendő szén-monoxid áll rendelkezésre. Ehhez palladaciklusoknak nevezett, palládiumot tartalmazó vegyületeket használtak, amelyek szén-monoxiddal reagálva fenantridinont állítanak elő.
A fenantridinon egyes származékai sejtmérgező hatásúak, és daganatellenes gyógyszerekben is alkalmazzák őket.
A módszer életre hívását azonban egy fontos tényező nehezítette: a sejtekben található glutation gyorsan hatástalanítja a palládiumkatalizátort, megakadályozva a kívánt kémiai reakciót. A kutatók ezért a katalizátort albuminba, vagyis a vérben természetesen előforduló fehérjébe zárták. Az albumin védőburkot biztosított a vegyület számára, így az a sejtekbe jutva megőrizhette aktivitását.
A daganatos sejtekben működött a módszer
A kutatók először különböző palladaciklusokat teszteltek, hogy megtalálják azt, amelyik a leghatékonyabban állítja elő a fenantridinont. Ezt követően a kiválasztott vegyületet albuminnal együtt tenyésztett emberi máj-, méhnyak-, emlő- és tüdőráksejteken vizsgálták. Összehasonlításként egy nem daganatos sejtvonalon is elvégezték a kísérletet.
Negyvennyolc órás kezelés után mind a négy daganatos sejtvonalban kimutatták a fenantridinont, az egészséges sejtekből származó sejtvonalban viszont nem.
Az eredmények azt mutatták, hogy az albumin sikeresen megvédte a katalizátort, és a vizsgált körülmények között a kémiai reakció szelektíven a ráksejtekben ment végbe.
A kutatók ezt követően továbbfejlesztették az eljárást, hogy a képződő vegyület leválhasson a hordozójáról, és szabadon mozoghasson a sejten belül. A módosításokkal azt is elérték, hogy a reakció során a fenantridinon egy különösen mérgező, daganatellenes gyógyszerekben már alkalmazott származéka jöjjön létre.
Amikor az új rendszert májráksejteken tesztelték, a kutatók egyértelműen kimutatták, hogy a hatóanyag létrejött a sejtekben. Ezt követően megfigyelték a gyógyszer mérgező hatására utaló sejtkárosodást is.
Miért nem keletkezett mérgező anyag a vérben?
Kulcskérdés volt a biztonság szempontjából, hogy a vérben természetes módon jelen lévő szén-monoxid nem indítja-e el idő előtt a hatóanyag képződését. Ha ugyanis a reakció már a véráramban végbemenne, a keletkező mérgező anyag a vérsejteket is károsítaná. A laboratóriumi vizsgálatok azonban azt mutatták, hogy a vérben nem képződött mérgező hatóanyag.
Ennek az lehet az oka, hogy a vérben található szén-monoxid nagy része a hemoglobinhoz, vagyis az oxigént szállító fehérjéhez kötődik. Ebben az állapotban a gáz feltehetően nem képes részt venni a gyógyszer előállításához szükséges kémiai reakcióban.
A megfigyelések alapján elképzelhető, hogy a rendszer a véráramon keresztül anélkül juthat el a daganatos sejtekhez, hogy útközben mérgező anyagokat termelne.
Új lehetőséget jelenthet a daganatok kezelésében
A kutatók hangsúlyozzák, hogy a módszer egyelőre a fejlesztés korai fázisában jár. Az eddigi vizsgálatokat sejttenyészeteken végezték, ezért még nem tudni, hogy az eljárás élő szervezetben is hatékony és biztonságos lesz-e. A következő lépés a technika állatmodelleken történő tesztelése lesz.
Ha a későbbi kísérletek is sikeresnek bizonyulnak, a technológia új lehetőséget kínálhat a daganatok célzott kezelésére. A módszer előnye az lehet, hogy a rákellenes hatóanyag közvetlenül a beteg sejtekben keletkezik, így csökkenhet az egészséges szövetek károsodásának kockázata.
A kutatás eredményeit a Nature Communications tudományos folyóiratban publikálták.
Komoly előrelépést értek el a kutatók – Fotó: Michal Jarmoluk / Pixabay