Nowa bateria pozbawia komórki rakowe tlenu u myszy.

To nie jest fajne, jeśli osoba wykorzystuje cały tlen w pomieszczeniu. Jednak kiedy bateria robi to z guzem, może to być korzystne.

Badanie na myszach pokazało, że niewielka bateria samozasilająca zawinięta wokół guzów usuwa tlen z otoczenia komórek nowotworowych, zwiększając siłę niektórych terapii przeciwnowotworowych. Badacze donoszą, że myszy z małymi bateriami zawiniętymi wokół ich guzów piersiowych, z połączeniem terapii przeciwnowotworowej, wykazywały 90-procentowy spadek objętości guza w ciągu dwóch tygodni, według raportu opublikowanego 31 marca w Science Advances.

Stosunkowo szybki wzrost guzów ciał stałych, takich jak te, które mogą rozwijać się w raku piersi, często przekracza możliwości zaplecza krwi (SN: 5/10/17). Oznacza to, że środek wielu guzów może być hipoksyczny, co oznacza, że jego poziom tlenu jest znacznie niższy niż w otaczającym tkanki.

"Hipoksja jest bronią obosieczną" - mówi naukowiec ds. Materiałów Yongyao Xia, specjalizujący się w materiałach baterii na Uniwersytecie Fudan w Szanghaju. Niskie poziomy tlenu w guzach oznaczają, że komórki układu odpornościowego organizmu często nie przetrwają wystarczająco długo, aby zabić komórki rakowe (SN: 2/22/17). Hipoksyjne komórki są również odporne na leczenie, takie jak radioterapia, a nawet na tradycyjną chemioterapię, ponieważ nie ma wystarczającego przepływu krwi, aby dostarczyć śmiertelną dawkę - wyjaśnia Fan Zhang z Fudan, który zajmuje się materiałami biomedycznymi.

"Z drugiej strony, stanowi cel dla precyzyjnego leczenia guzów" - piszą Xia i Zhang w nowym artykule.

Hipoksja może działać jak sygnał dla chemikaliów zwanych proleczami aktywowanymi hipoksją. Są to leki chemioterapeutyczne podłączone do chemicznego połączenia, które zapewnia, że lek staje się aktywny tylko w środowisku o niskim stężeniu tlenu - mówi Qing Zhang, biolog molekularny na University of Texas Southwestern Medical Center w Dallas, który nie uczestniczył w badaniu.

Jednak proleki aktywowane hipoksją nie przynoszą wielu korzyści w badaniach klinicznych, prawdopodobnie częściowo dlatego, że guzy ciał stałych, przeciwko którym są stosowane, nie są równomiernie hipoksyczne lub nie są wystarczająco hipoksyczne. Xia i Fan Zhang chcieli znaleźć sposób na zmniejszenie poziomu tlenu w guzach, aby leki proleczowe miały lepszą szansę na skuteczność.

Tak więc badacze i ich koledzy zastosowali niewielką, elastyczną baterię, która mogła częściowo otoczyć guz. Elektroda cynkowa baterii samozasila się poprzez pobieranie tlenu z otoczenia. Tworzy również bardzo reaktywne pary tlenu, które mogą uszkodzić DNA, ale nie są użyteczne dla komórek.

Dzięki wykorzystaniu większości dostępnego tlenu i produkcji dużej ilości reaktywnych par tlenu, sama bateria była zdolna do zmniejszenia rozmiaru guzów u myszy o maksymalnie 26 procent ich pierwotnego rozmiaru dwa tygodnie po wszczepieniu. Łącząc ją z prolekiem aktywowanym hipoksją, średni rozmiar guza zmniejszył się o 90 procent.

"Myślę, że koncepcja, naukowa podstawa, jest solidna" - mówi Qing Zhang. Jego zdaniem, wyniki są zachęcające, ale bardzo wstępne. Baterie zostały stosowane tylko u myszy i przeciwko specyficznemu dla myszy nowotworowi piersi. "Muszą być przetestowane w kilku modelach raka piersi i innych modelach raka", mówi. I oczywiście u ludzi.

90-procentowy spadek objętości guza nie oznacza 100-procentowego zmniejszenia. "Jest wciąż 10 procent" - mówi Qing Zhang. Jeśli te komórki przetrwają, może to oznaczać, że są one odporne na hipoksję, a guz mógłby się ponownie rozwijać. Podobnie jak w przypadku wielu leków, prawdopodobnie trzeba go będzie połączyć z innymi terapiami, aby upewnić się, że cały guz zostanie unicestwiony na dobre.

Xia, Fan Zhang i ich koledzy już myślą o tym, jak bateria musi zostać zrobiona bardziej elastyczna i potężniejsza, aby działała na guzy o rozmiarze ludzkim - wykorzystując energię z baterii, aby zagłodzić raka powietrzem.

Nasza misja polega na dostarczaniu precyzyjnych i interesujących informacji naukowych dla społeczeństwa. Nasze zadanie nie było nigdy ważniejsze niż dzisiaj.

Jako organizacja non-profit, nie jesteśmy w stanie tego zrobić bez Ciebie.

Twoje wsparcie pozwala nam utrzymać nasz darmowy i dostępny dla następnej generacji naukowców i inżynierów treści. Zainwestuj w jakościowe dziennikarstwo naukowe, dokonując dzisiaj donacji.