Naukowcy z Politechniki Krakowskiej, Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie oraz Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk opracowali i zbadali związek chemiczny, który może się okazać panaceum na raka jelita grubego. Odkryta przez nich cząsteczka wykazuje wysoką skuteczność wobec komórek nowotworowych, przy jednoczesnym oszczędzaniu zdrowych tkanek.
Na świecie diagnozuje się rocznie blisko 2 mln nowych zachorowań na raka jelita i blisko 900 tys. zgonów, co czyni ten nowotwór trzecim najczęściej występującym i drugim pod względem śmiertelności. W Polsce co roku rozpoznaje się od 18 do 20 tys. nowych przypadków, połowa z nich kończy się śmiercią pacjenta. Zespół badawczy pod kierunkiem dr. inż. Damiana Kułagi z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej od kilku lat poszukuje związków chemicznych, które mogłyby leczyć raka jelita grubego i potrójnie negatywnego raka piersi.
Nowotwory te, w przypadku wczesnego wykrycia, mogą być skutecznie leczone, jednak najczęściej pacjenci diagnozowani są w późnych stadiach, gdy nawet operacja wycięcia guza nie przynosi zadowalających efektów. Komórki nowotworowe mają czas, by „rozlać się” po organizmie, powodując przerzuty np. do węzłów chłonnych lub do kości. Ten etap choroby jest najbardziej problematyczny do leczenia i nierzadko kończy się śmiercią pacjenta – przyznaje dr inż. Damian Kułaga.
Biologia nowotworów jest niezwykle skomplikowana i choć współczesna medycyna dysponuje już różnymi metodami terapii, to potrzeba badań w tym obszarze wynika z wciąż niedostatecznej skuteczności dostępnych metod leczenia.
Terapie, który znamy, często powodują poważne efekty uboczne, oddziałując nie tylko na chore, ale i zdrowe tkanki. Niektóre komórki nowotworowe są na tyle „sprytne”, że niejako uodparniają się na dany lek, podobnie jak bakterie na antybiotyki – wyjaśnia dr inż. Kułaga.
Na pomysł sprawdzenia pochodnych tryptamin wzbogaconych układem 1,3,5-triazyny oraz 2-aminopirymidyny jako związków o potencjalnie antynowotworowym zastosowaniu naukowiec Politechniki Krakowskiej wpadł przypadkiem.
W ramach doktoratu zajmowałem się syntezą 1,3,5-triazyn, ale w badaniach ukierunkowanych na receptor 5-HT7 związany z chorobami centralnego układu nerwowego. W tym czasie pojawiły się pierwsze publikacje dotyczące jego powiązań z kancerogenezą. Chciałem podążyć tym tropem – wspomina.
W pierwszym etapie prac (w ramach programu LIDER Narodowego Centrum Badań i Rozwoju) jego zespół skupił się na analizie możliwości zastosowania tryptamino-triazyn lub tryptamino-pirymidyn jako potencjalnych związków niszczących komórki nowotworowe raka piersi.
Trafia w komórki raka jelita, oszczędza zdrową tkankę
Związek chemiczny, który daje nadzieję na skuteczną walkę z nowotworem, został odkryty w laboratoriach Politechniki Krakowskiej wśród ponad 200 zaprojektowanych i zsyntezowanych substancji, badanych początkowo pod kątem aktywności antynowotworowej w raku piersi.
Nie wykazywał jakiejś specjalnej aktywności na liniach komórkowych potrójnie negatywnego raka piersi. Ale poddanie go dalszym analizom – badaniom biologicznym prowadzonym we współpracy z Uniwersytetem Rolniczym w Krakowie – okazało się strzałem w dziesiątkę w poszukiwaniu leku na raka jelita grubego – podkreśla dr inż. Damian Kułaga.
Badania wykazały, że jednym z mechanizmów działania związku DK-AT390HCl jest możliwość hamowania autofagii komórek nowotworowych. Autofagia (z gr. „samozjadanie”) to naturalny proces recyklingu, w którym komórki usuwają, a następnie rozkładają uszkodzone białka, organella i inne zbędne składniki, aby uzyskać energię oraz materiały do regeneracji i rozrostu. Autofagia komórek nowotworowych (szczególnie tych z mutacją KRAS lub BRAF) nasila się w niekorzystnych dla nich warunkach, np. podczas chemioterapii.
Naukowcy chcą ten proces powstrzymać, żeby komórki nowotworowe nie miały jak się bronić. Jak tłumaczy badacz Politechniki Krakowskiej, działanie odkrytego związku można w dużym przybliżeniu porównać do przykładu klucza i zamka.
Zamkiem jest swoista kinaza lipidowa – czyli białko, kluczem natomiast jest cząsteczka DK-AT390HCl. Podobnie jak klucz pasuje do zamka, otwierając drzwi, tak w przypadku naszych badań DK-AT390HCl idealnie pasuje do kinazy i oddziałując z nią – poprzez blokadę – wyzwala wtórne procesy biologiczne w komórkach nowotworowych. Jednym z tych procesów jest właśnie autofagia, której aktywność jest silnie powiązana z działaniem tej kinazy – wyjaśnia.
Potencjał odkrycia jest tak duży, że naukowcy planują już kolejne badania, bo ciekawych pytań do rozstrzygnięcia jest wciąż bardzo wiele. Czy faktycznie istnieje związek pomiędzy autofagią a hamowaniem ekspresji czynnika transkrypcyjnego FOXM1, co zostało wykazane w badaniach ? Czy to dwie niezależne, czy też powiązane ze sobą ścieżki? I kluczowe pytanie – czy związek o udowodnionym na organizmie myszy efekcie przeciwnowotworowym będzie działać podobnie na tkanki pochodzenia ludzkiego?
Nowo odkryty związek działa wybiórczo na komórki nowotworowe, nie niszcząc przy tym zdrowych tkanek. Wyniki są więc bardzo obiecujące dla dalszych prac na lekiem na raka jelita grubego – zdradza dr Izabela Siemińska z Katedry Chorób Zakaźnych, Inwazyjnych i Ochrony Zdrowia Publicznego na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. – Ale trzeba pamiętać, że droga do skutecznej terapii dla pacjentów jest długa, może być wyboista i wymaga wielu kolejnych etapów, w tym badań klinicznych.
Z laboratoriów do szpitali
W tej chwili cząsteczka znajduje się na czwartym poziomie gotowości technologicznej (TRL). Rozważane ścieżki komercjalizacji służą przyspieszeniu drogi z naukowych laboratoriów do praktyki medycznej. To tym pilniejsze, że zarówno w Polsce, jak i globalnie obserwuje się trend wzrostowy liczby zachorowań na raka jelita grubego, szczególnie u osób poniżej 50 roku życia. Stąd m.in. w grę wchodzi opcja sprzedaży praw patentowych firmie farmaceutycznej.
Małgorzata Syrda-Śliwa, źródło: PK