Czy kropki kwantowe tklenku cynku mogą być bezpiecznym i skutecznym nośnikiem cisplatyny – leku stosowanego w terapii nowotworowej? Odpowiedzi na to pytanie szukają naukowcy z Politechniki Warszawskiej.
Nowotwory to dziś jedno z największych wyzwań medycyny. Każdego roku na całym świecie umiera z tego powodu około 10 milionów osób. Choć poszerza się zakres możliwości terapeutycznych, w wielu przypadkach podstawą leczenia pozostaje chemioterapia. Jednym z najczęściej stosowanych leków jest cisplatyna – znana od ponad czterdziestu lat. To silny lek przeciwnowotworowy, ale jej stosowanie wiąże się z wieloma działaniami niepożądanymi i problemem narastającej oporności komórek nowotworowych.
Właśnie dlatego poszukiwane są sposoby, które pozwolą skierować leki dokładnie tam, gdzie są potrzebne – do komórek guza – z pominięciem zdrowych tkanek. Wśród najbardziej obiecujących rozwiązań są systemy celowanego dostarczania leków oparte na nanonośnikach, a szczególnie na kropkach kwantowych (ang. quantum dots, QDs).
Te nanocząstki cechują się wysoką stabilnością i łatwo poddają się modyfikacji. Mogą przenosić lek i selektywnie go uwalniać po dotarciu do komórek docelowych. A dzięki naturalnej fluorescencji pozwalają śledzić drogę leku w organizmie. Poza tym właściwości fotoluminescencyjne i fototermiczne QDs mogą zostać wykorzystane w terapii fotodynamicznej oraz fototermicznej, zwiększając skuteczność leczenia dzięki terapii skojarzonej.
Dotychczas QDs badano głównie jako nośniki doksorubicyny. Zdecydowanie mniej wiadomo o ich wykorzystaniu do transportu leków platynowych, takich jak cisplatyna. Dlatego naukowcy z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej chcą odpowiedzieć na kluczowe pytanie: czy kropki kwantowe ZnO mogą się stać bezpiecznym i skutecznym nośnikiem cisplatyny?
Pracujemy nad systemem opartym głównie na kropkach kwantowych ZnO połączonych z cisplatyną – tłumaczy dr inż. Joanna Zajda z PW. – Wykorzystujemy ZnO QDs z otoczką polimerową zawierającą grupy funkcyjne umożliwiające przyłączenie leku poprzez wiązanie koordynacyjne lub oddziaływania elektrostatyczne. Taki system powinien być stabilny w krwiobiegu, a jednocześnie uwalniać cisplatynę dopiero w kwaśnym środowisku komórek nowotworowych. Co istotne, ZnO QDs są mniej toksyczne niż powszechnie stosowane CdSe/ZnS QDs, a dodatkowo w wyniku degradacji uwalniają jony cynku – również szkodliwe dla komórek nowotworowych. To oznacza, że połączenie cisplatyny i ZnO QDs może działać synergistycznie, wzmacniając efekt terapeutyczny – dodaje liderka projektu.
Aby sprawdzić, jak zachowują się te struktury, jej zespół wykorzysta m.in. elektroforezę kapilarną sprzężoną z różnymi metodami detekcji. Pozwoli to ocenić wydajność tworzenia struktur ZnO QDs–cisplatyna, stabilność systemu oraz stopień „załadowania” lekiem. Przeprowadzone zostaną również symulacje uwalniania leku z wykorzystaniem prostych modeli in vitro, które naśladują warunki panujące w krwiobiegu i w tkance nowotworowej. To wymagające, ale kluczowe analizy – od nich zależy kolejny krok: przejście do bardziej zaawansowanych badań biologicznych.
Badania są realizowane w ramach grantu MINIATURA.
MK, źródło: PW