Naukowcy UŚ wykorzystują nanomedycynę do walki z nowotworami

Jak wynika z informacji podanej przez sekcję prasową UŚ, nanomedycyna (czyli badania z zakresu nanotechnologii wykorzystywane w medycynie) ma olbrzymi potencjał w nowych terapiach przeciwnowotworowych, dotyczących m.in. trudnego w leczeniu raka trzustki.

– Ten rodzaj nowotworu zwykle tworzy twardą oprawę dla swoich tkanek, dlatego tradycyjnie stosowane substancje lecznicze po prostu nie mogą do niego dotrzeć. Tu z pomocą może przyjść nanomedycyna – tłumaczył Serda, cytowany w informacji.

Jak podano, nanocząstki mieszczą się w przedziale od 1 do 100 nm, stanowiąc milionową część milimetra. Dla porównania przeciętna bakteria jest tysiąc razy większa, a ziarnko piasku może być większe nawet sto tysięcy razy.

Rozmiar cząstki ma kluczowe znaczenie. Guz nowotworowy zwykle rozrasta się bardzo szybko. Jego tkanka wykazuje specyficzne właściwości metaboliczne i fizjologiczne. Jednym z jej elementów są rozrastające się w sposób chaotyczny naczynia. W wyniku tego procesu pojawiają się otwory, a ich średnica może się wahać w granicach od 100 do 1000 nm – czytamy.

– Taka tkanka nowotworowa guza jest więc w pewnym sensie +dziurawa+. Jej zwiększona przepuszczalność naczyniowa to tzw. efekt EPR (ang. enhanced permeability and retention effect), interesujący z punktu widzenia nanomedycyny. Odpowiednio zaprojektowane nanomateriały węglowe wraz z substancjami leczniczymi bez problemu mogą bowiem przedostawać się przez ścianki tkanki guza do komórek zmienionych chorobowo i je niszczyć – wyjaśnił chemik.

Dyscypliną naukową reprezentowaną przez zespół dr. Serdy jest chemia medyczna. – Takimi Himalajami prestiżu naukowego są dla nas związki chemiczne charakteryzujące się dwiema cechami – wysoką aktywnością biologiczną i selektywnością. Innymi słowy muszą działać tak, jak chcemy w precyzyjnie określonym miejscu żywego organizmu. W efekcie można by zaproponować substancję leczniczą działającą wyłącznie na komórki nowotworowe i podawaną w niewielkich, nanomolowych, a więc bezpieczniejszych dawkach – tego właśnie szukamy – wskazał Serda.

Jak czytamy, aby zaprojektować taki związek, chemicy posiłkują się algorytmami i obszernymi bazami danych zawierającymi biliony możliwych połączeń pierwiastków. Na tej podstawie można wstępnie wyselekcjonować związki interesujące pod względem wyznaczonego celu molekularnego i uzyskać informacje na temat optymalnego szlaku ich syntezy. Kolejny krok to synteza organiczna związków chemicznych o największym potencjale, wykonywana w uniwersyteckich laboratoriach. Następnie rozpoczyna się etap testów biologicznych – in vitro, testowanych na komórkach nowotworowych oraz in vivo – na organizmach żywych.

Serda wskazał, że obecnie jego najbardziej zaawansowane badania dotyczą rozpuszczalnych w wodzie pochodnych fullerenów. – Są to alotropowe odmiany węgla stanowiące nie tylko interesujący nośnik substancji leczniczych, lecz również mogące oddziaływać z celami biologicznymi. Naświetlone wiązką o odpowiedniej długości fali, uwalniają reaktywne formy tlenu, które zabijają komórki nowotworowe, nie uszkadzając przy tym komórek zdrowych. Do tego dobrze rozpuszczają się w wodzie, co ma kluczowe znaczenie w kontekście leków – tłumaczył.

Swoje badania naukowiec prowadzi w ramach projektu pn. „Nowe glikofullereny dla terapii przeciwnowotworowych”, finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki.

– Znalazłem dla siebie badawczą niszę. To kolejne ciekawe związki, którym przyglądam się od kilku lat. Łącząc siły w interdyscyplinarnym podejściu do projektowania funkcjonalnych nanomateriałów, mamy większe szanse na zaproponowanie i opatentowanie skutecznego związku chemicznego dla terapii takich chorób, jak rak trzustki, skóry czy piersi – podkreślił badacz, który doświadczenie zdobywał m.in. podczas dwóch długoterminowych stażów podoktorskich w USA.

Jak podała sekcja prasowa UŚ, dr inż. Serda ściśle współpracuje z naukowcami UŚ: prof. Robertem Musiołem, prof. Jarosławem Polańskim, dr hab. Anną Mrozek-Wilczkiewicz, a także z naukowcami z Uniwersytetu Jagiellońskiego.