Znanstvenici s Indijskog instituta za tehnologiju u Gandhinagaru razvili su zlatne nanorodove koji ciljano napadaju staničnu strukturu odgovornu za proizvodnju proteina, kombinirajući kemoterapiju i toplinsko uništavanje tumorskih stanica pod svjetlošću bliskog infracrvenog spektra.
Istraživački tim predvođen profesorom Sudiptom Basuom s Odjela za kemiju IITGN-a objavio je u časopisu Journal of Materials Chemistry B studiju koja pokazuje kako nanorodovi od zlata mogu istovremeno dostaviti kemoterapeutik cisplatin i lijek indometacin točno u endoplazmatski retikulum (ER), strukturu ključnu za proizvodnju i obradu proteina unutar stanica.
Dvojni mehanizam uništavanja
Platforma koju su istraživači razvili djeluje na dva fronta. Zlatni nanorodovi apsorbiraju svjetlost bliskog infracrvenog spektra i pretvaraju je u toplinu koja oštećuje tumorske stanice, dok istovremeno isporučuju citotoksične lijekove izravno u endoplazmatski retikulum. Dodatna molekula dansil-sulfonamid usmjerava nanorodove prema ER-u i omogućuje praćenje procesa unutar stanica.
Eksperimenti na staničnim kulturama raka debelog crijeva, vrata maternice i dojke pokazali su da se nanorodovi brzo nakupljaju unutar ER-a, preopterećujući stanični mehanizam za obradu proteina. To izaziva stres u endoplazmatskom retikulumu, a dodatno osvjetljavanje povećava proizvodnju reaktivnih kisikovih spojeva (ROS) koji uzrokuju oksidativno oštećenje.
Lančana reakcija koju su znanstvenici dokumentirali počinje autofagijom — procesom u kojem stanice razgrađuju vlastite oštećene dijelove — a kulminira apoptozom, programiranom staničnom smrću. Pritom su zdrave, netumorske stanice ostale netaknute, što otvara pitanje selektivnosti ovog pristupa.
Od laboratorija do klinike — dug put
No, prije nego što se ovaj pristup može ozbiljno razmatrati za primjenu u humanoj medicini, predstoje brojni izazovi. Istraživanje je zasad ograničeno na laboratorijske uvjete, a nepoznato je kako bi se nanorodovi ponašali u živom organizmu — mogu li sigurno dospjeti do tumora, nakupljati se selektivno u tumorskim stanicama te kako se iz njega eliminiraju.
Potrebna su daljnja ispitivanja na životinjskim modelima, uključujući detaljne toksikološke i farmakokinetičke studije, prije bilo kakve procjene kliničke primjenjivosti. Povijest nanomedicine poznaje brojne slučajeve u kojima su obećavajući rezultati na staničnim kulturama zakazali u složenijim biološkim sustavima.
Ono što ovu studiju izdvaja jest konceptualni pomak — umjesto da nanomaterijal služi tek kao pasivni nosač lijeka, njegov dizajn aktivno određuje gdje i kako će terapija djelovati. Kako je primijetila druga autorica studije Dipannita Chowdhury, cilj je dizajnirati nanomedicinu oko biologije bolesti, a ne prilagođavati postojeće tretmane novom sustavu dostave.
Ostaje pitanje koje istraživači nisu postavili: tko će kontrolirati cijenu i dostupnost ovakvih terapija ako se pokažu uspješnima u kliničkim ispitivanjima? Iskustva s postojećim ciljanim terapijama, čija godišnja cijena često premašuje nekoliko desetaka tisuća eura, sugeriraju da znanstveni proboj nije jamstvo i zdravstvene dostupnosti.