Nanopartiküller Kanserle Savaşmak için Bağışıklık Hücrelerini Uyandırıyor

Fotoğraf: Bir sanatçının tümör hücrelerini hedef alan nanopartiküller anlayışı.

Yeni bir çalışmada, insan saçı genişliğinden çok daha küçük olan minik nanopartiküllerin, vücudun kendi bağışıklık sisteminin tümörlerle savaşmasına yardımcı olabileceğini gösteriyor. Fareler ile yapılan deneylerde, nanoparçacık bazlı terapi sadece orijinal hedeflenen meme kanseri tümörlerini değil, vücudun diğer bölümlerindeki metastazları da sildi. Araştırmacılar, yeni terapiyle yapılan insan klinik denemelerinin önümüzdeki birkaç ay içinde başlayabileceğini söylüyor.

Tümörlerle savaşmak için bağışıklık sistemini teşvik eden ilaçların araştırılması, kanser araştırmalarındaki en güncel alanlardan biridir. T hücreleri olarak bilinen immün muhafızlar normalde bakteri istilacıları ve potansiyel tümör hücreleri gibi şüpheli görünen hedefler için dolaşımdadırlar. Birini tanırlarsa, alarmı çalar ve diğer bağışıklık hücrelerini daha büyük bir tepki vermeleri için uyarırlar. Bununla birlikte, T hücrelerinin alarmı, bağışıklık kontrol noktaları tarafından-normal dokulara zararlı otoimmün reaksiyonu önlemek için bağışıklık tepkisini engelleyen normal hücrelerin yüzeyindeki diğer proteinler- sessize alınabilir. Tümör hücreleri sıklıkla bu kontrol noktası moleküllerini aşırı üretir, bu da bağışıklık sisteminin arama ve çalışmalarını frenler.

Bu sorunun üstesinden gelmek için, ilaç şirketleri, aşırı eksprese edilen bu kontrol noktası moleküllerini bloke eden ve bağışıklık sisteminin tümörleri hedeflemesini sağlayan bir dizi farklı antikor proteini geliştirmiştir. Bir tümörün çevresinde çok sayıda T hücresi olduğu veya tümör hücrelerinin, immün nöbetçiler için ek hedefler oluşturan çok sayıda mutasyon geçirdiği durumlarda, T hücreleri kansere tam teşekküllü bir immün yanıtı işaret edecektir. Bu tür kanser immünoterapisi, hastaların yaşamlarına ekstra yıllar ekleyebilir.

Ancak, mevcut kanser immünoterapi ilaçları hastaların sadece% 20 ila% 30’unda çalışır. Bazı durumlarda, kontrol noktası molekülleri engellendiğinde bile, bağışıklık alarmını çalacak kadar az sayıda aktif T hücresi olduğunu belirtiliyor, New York’taki Memorial Sloan Kettering Kanser Merkezinde bir kanser immünoterapi uzmanı olan Jedd Wolchok. Diğerlerinde ise, tümörlerin T hücresinin “tümör antijeni” denen hedeflerini yüzeylerinde açığa çıkarmadığını söylüyor.

Ancak görünüşte alakasız bir mesele, immünoterapinin etkinliğini artırma ihtimalini sundu. Onkologlar, nadir durumlarda, hastaların bir tümörü küçültmek için radyasyon tedavisi gördükten sonra, bağışıklık sisteminin yalnızca tümörü değil, vücutta radyasyonla tedavi edilmeyen metastazları yok eden agresif bir tepki vereceğini biliyorlar. “Araştırmacılar şimdi ışınlamanın bazen tümör hücrelerini T hücrelerine yeni antijenlere maruz bırakacak şekilde öldürdüğünü, onları da taşıyan diğer tümör hücrelerini hedeflemelerine yardımcı olduklarını düşünüyor” diyor Illinois’deki Chicago Üniversitesi’nde bir kimyager olan Wenbin Lin ve bu çalışmanın yazarları.

Lin, bağışıklık sistemini benzer şekilde hassaslaştırmak için toksik olmayan nanoparçacıkları kullanıp kullanamayacağını görmek istedi. Nanoparçacıkların bağışıklık sistemini geçmesini sağlamak kolay değildir. Çok büyüklerse, kandaki makrofaj adı verilen hücreler onları silip süpürür. Kan proteinleri ise partikülleri kaplama eğilimindedir ve alımlarını kolaylaştırır. Son yıllarda Lin’in ekibi, makrofajlardan kurtulmak için en iyi olduğu aralık olan 20 ila 40 nanometre büyüklüğünde (nanometre metrenin milyarda biri) parçacıkları üretmek için bir yöntem geliştirdi. Ayrıca onları kan dolaşımında daha uzun süre hayatta kalmalarına ve hedef hücrelere girmelerine yardımcı olan bir polietilen glikol kabuğu ile kapladılar. Son olarak, içlerinde nanoparçacıkları tümör katillerine dönüştüren güçlü ışık emici, klor bazlı moleküller kullandılar.

Daha önceki çalışmalarda ekip, bir kez kan dolaşımına enjekte edildiğinde partiküllerin, tümörlerin içinde ve çevresinde yollarını bulmak için yeterince uzun dolaşımda kalabildiğini buldu. Ve tümörler tipik olarak sızdırmaz, kötü şekillendirilmiş bir damar düzenine sahip olduklarından, parçacıklar kanser dokusunda sızıntı yapma eğilimindedir ve tümör hücrelerinin içinde toplanır ve içselleştirilir. Nanopartiküller emildikten sonra, araştırmacılar tümörlerdeki kızılötesi ışığın yakınında parlar. Bu ışık, daha sonra yakındaki oksijen moleküllerini harekete geçiren, singlet oksijen olarak bilinen, reaktif bir oksijen formu yaratarak yakındaki biyomolekülleri parçalayan ve tümör hücresini öldüren, klor bazlı moleküller tarafından emilir.

Ama bu sadece bir başlangıç, diyor Lin. Singlet oksijen, tümör hücrelerini, birçok yeni tümör antijenini dendritik(dallanmış) hücreler denilen immün hücrelere maruz bırakacak şekilde parçalama eğilimindedir; antijenleri yakalar ve bunları daha yakından incelemek üzere T hücrelerine sunar. Bunu yaparak bağışıklık sisteminin yakınlarda çok sayıda T hücresi olmadığı durumlarda bile güçlü bir anti-tümör tepkisi oluşturmasına yardımcı olurlar.

Ağustos 2016’da, Lin ve meslektaşları Nature Communications’ta, nanoparçacıklarının bir versiyonunu kontrol noktası antikoru ile birlikte kolon kanserli farelerin kan dolaşımına enjekte ettikleri ve tümörü ışınla tahrip ettiklerinde kombinasyonun, hayvanların bağışıklık sistemlerini hedef kolon kanser tümörünün yanı sıra tedavi edilmemiş tümörlerini de yok etmeye teşvik ettiklerini bildirdi. Bununla birlikte, bu parçacıklar ayrıca kanser hücrelerinin öldürülmesine yardımcı olmak için standart bir kemoterapötik toksini taşıdılar. Mevcut çalışmalarında araştırmacılar, yaklaşımın yalnızca bağışıklık tepkisi ile çalışıp çalışmayacağını görmek istedi.

Bu kez Lin ve meslektaşları, şu andaki immünoterapi ilaçlarına sıklıkla cevap vermeyen meme kanserli  farelerle çalıştı. Yine, hayvanlara nanoparçacıkları ile birlikte bir kontrol noktası antikoru enjekte ettiler. Fakat bu sefer nanoparçacıkları herhangi bir ek kemoterapötik ilaç içermiyordu. Daha sonra tümörleri kızılötesi ışıkla tahrip ettiler ve sonuçları beklediler. Ve hemen hemen her vakada, yalnızca birincil meme kanseri tümörü tahrip edilmekle kalmadı, aynı zamanda akciğerdeki metastazlar da yok edildi. Amerikan Kimya Derneği Dergisi’nde bunu rapor ettiler. Lin, “Sitotoksik ajanlar olmadan, aynı etkiyi elde edebileceğinize şaşırdık” diyor.

Çalışmaya dahil olmayan Wolchok, “Bu iyi düşünülmüş bir yaklaşım ve veriler ilginç” dedi. Yaklaşımın, insan denemeleri ile takip edilmeyi hak ettiğini de sözlerine ekledi. Lin, böyle denemelerin yakında başlayacağını söyledi. Chicago ekibi, muhtemelen bu yılın ikinci yarısında, insanlarda erken aşama denemesini başlatmak için çekirdek fonlar toplayan, Koordinasyon İlaçları adlı bir şirket kurdu.

Kaynak: sciencemag.org

1996 yılında İstanbul’da doğdum. İlk, Orta ve Lise öğrenimimi doğup büyüdüğüm İstanbul’da tamamladım. 2014 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi, %30 İngilizce Kimya bölümüne yerleştim. 2018 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Kimya bölümünde yüksek lisansa başladım. Kimya alanındaki bilimsel haberleri ve sektörü takip etmek amacıyla Mayıs 2019 tarihinde İnovatif Kimya Dergisi ekibine katıldım.
×
1996 yılında İstanbul’da doğdum. İlk, Orta ve Lise öğrenimimi doğup büyüdüğüm İstanbul’da tamamladım. 2014 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi, %30 İngilizce Kimya bölümüne yerleştim. 2018 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Kimya bölümünde yüksek lisansa başladım. Kimya alanındaki bilimsel haberleri ve sektörü takip etmek amacıyla Mayıs 2019 tarihinde İnovatif Kimya Dergisi ekibine katıldım.