Jak pasożytnicza ryba może pomóc nam w walce z rakiem mózgu i udarem mózgu
Naukowcy zwracają się do starożytnego gatunku ryb, aby znaleźć lepszy sposób dostarczania leków terapeutycznych do mózgu w celu leczenia chorób i zdarzeń, od raka po udar.
Zdjęcie: T. Lawrence, Komisja Rybołówstwa Wielkich Jezior
Minogi to jeden z najstarszych ocalałych gatunków bezszczękowych węgorzy. Zasiedlają zarówno rzeki, jak i przybrzeżne wody morskie w regionach o klimacie umiarkowanym na całym świecie.
Te dziwnie wyglądające ryby są szczególnie niesamowite dzięki ich pozbawionym kości ustom z zębami. Są również pasożytami, żywiąc się krwią innych ryb.
Nowe badania sugerują, że ci mieszkańcy wody mogą stanowić adaptowalny nośnik dla leków, które leczą biologiczne skutki warunków lub zdarzeń zdrowotnych wpływających na mózg.
Niedawne badanie, przeprowadzone przez zespół naukowców z University of Wisconsin-Madison i University of Texas w Austin, dotyczyło rodzaju cząsteczek pochodzących z układu odpornościowego minoga, zwanych „zmiennymi receptorami limfocytów” (VLR).
Naukowcy wyjaśniają, że to, co czyni VLR interesującymi, to ich zdolność do celowania w macierz zewnątrzkomórkową (ECM), sieć makrocząsteczek, które zapewniają strukturę otaczającym je komórkom.
Ta sieć stanowi dużą część ośrodkowego układu nerwowego, więc zespół badawczy uważa, że VLR mogą pomóc w przenoszeniu leków do mózgu, zwiększając skuteczność leczenia raka mózgu, urazów mózgu lub udarów.
„Ten zestaw cząsteczek kierujących wydaje się być nieco agnostyczny w stosunku do choroby. Uważamy, że można ją zastosować jako technologię platformową w wielu warunkach ”.
Autor badania prof. Eric Shusta
Naukowcy przetestowali swoją hipotezę na mysich modelach agresywnego raka mózgu i opisują swoje wyniki w czasopiśmie Postęp naukowy.
Obiecujący eksperyment
Zwykle leki nie przenikają łatwo do mózgu, ponieważ jest chroniony przez barierę mózg-krew, która zapobiega przedostawaniu się potencjalnie szkodliwych czynników do mózgu. Jednak ta bariera zapobiega również dotarciu leku do celu.
W przypadku niektórych zdarzeń zdrowotnych, które mają wpływ na mózg, bariera mózg-krew „rozluźnia się”, co może narazić mózg na dalsze problemy, ale także umożliwia przedostanie się narkotyków.
W obecnych badaniach badacze byli zainteresowani zbadaniem skuteczności VLR, wykorzystując przerwanie bariery mózg-krew w przypadku glejaka, agresywnej postaci raka mózgu.
„Cząsteczki takie jak ta [VLR] normalnie nie mogą przenosić ładunku do mózgu, ale wszędzie tam, gdzie dochodzi do przerwania bariery krew-mózg, mogą one dostarczać leki prosto na miejsce patologii” - wyjaśnia prof. Shusta.
Zespół badawczy pracował z mysimi modelami glejaka wielopostaciowego, lecząc je VLR związanymi z doksorubicyną, lekiem stosowanym w leczeniu tej postaci raka u ludzi.
Prof. Shusta i współpracownicy donoszą, że to podejście było obiecujące, przedłużając przeżycie gryzoni leczonych tą eksperymentalną kombinacją.
Badacze zauważają, że wiązanie VLR z różnymi lekami może mieć jeszcze jedną ważną korzyść - może pozwolić specjalistom na dostarczanie znacznie większych dawek tych leków do mózgowej ECM.
„Podobnie jak w przypadku moczenia wody w gąbkę, cząsteczki minoga mogą potencjalnie gromadzić znacznie więcej leku w obfitej macierzy wokół komórek w porównaniu z konkretnym dostarczaniem do komórek” - ilustruje współautor prof. John Kuo.
A ta wiążąca „sztuczka” może pomóc rozwiązać kolejny problem. Naukowcy wyjaśniają, że komórki mózgowe mogą być ich własnym wrogiem, jeśli chodzi o poddawanie się leczeniu, ponieważ „uwalniają” substancje chemiczne, które do nich docierają.
Jednak ponieważ VLR celują w ECM otaczającą komórki mózgowe, może to pozwolić lekom na działanie na komórki przez dłuższy czas.
„Może to być sposób na utrzymanie terapii, które inaczej nie kumulują się dobrze w mózgu, aby były bardziej skuteczne” - mówi współautor, dr Ben Umlauf.
„Wypróbowanie tej strategii w różnych modelach”
Wreszcie naukowcy zauważają, że VLR swobodnie krążyły po ciele w modelach mysich, ale nie gromadziły się w zdrowej tkance. Sugeruje to, że te cząsteczki nie zakłócają zdrowych, funkcjonujących narządów.
Idąc dalej, badacze chcą spróbować połączyć VLR z innymi typami leków przeciwnowotworowych, w tym z lekami stosowanymi w immunoterapii, aby zobaczyć, jak dobrze cząsteczki będą działać w bardziej zróżnicowanej gamie terapii.
Inną możliwością, którą chcieliby zbadać naukowcy, jest wykorzystanie VLR do wykrywania wszelkich zakłóceń bariery krew-mózg, które mogą wskazywać na początek zdarzenia zdrowotnego. Sugerują, aby to zrobić, wiążąc VLR z wyrafinowanymi sondami kompatybilnymi z technologiami obrazowania mózgu.
Na razie jednak „Jestem podekscytowany wypróbowaniem tej strategii w różnych systemach modeli chorób”, deklaruje Kuo, dodając, że „[t] tutaj jest kilka procesów chorobowych, które naruszają barierę krew-mózg i możemy wymyślić różnorodne terapie z tymi cząsteczkami ”.
