Nanopartiküller, Bağışıklık Hücrelerini Kanserle Savaşması İçin Uyarıyor

Journal of American Chemical Society’de yayımlanan çalışmada, özel olarak geliştirilmiş nanopartiküllerin, vücudun kendi bağışıklık sistemini, tümörle savaşması için harekete geçirebildiği sonuc..
Görsel Telif: Nicolle R. Fuller/Science Source

Journal of American Chemical Society’de yayımlanan çalışmada, özel olarak geliştirilmiş nanopartiküllerin, vücudun kendi bağışıklık sistemini, tümörle savaşması için harekete geçirebildiği sonucuna ulaşıldı.

Farelerle yapılan deneylerde, nanopartikül bazlı bu tedavi, sadece hedeflenmiş göğüs kanseri tümörlerini değil aynı zamanda vücudun diğer bölümlerindeki metastazları da yok etti. Araştırmacılar, geliştirilen bu tedavinin insan klinik denemelerinin önümüzdeki birkaç ay içinde başlayabileceğini söylüyor. Aslında bağışıklık sistemini tümörlerle savaşmaya teşvik edebilecek ilaç arayışı yıllardır devam ediyor. Bununla birlikte, şu anda mevcut olan ve klinikte kullanılan kanser immünoterapi ilaçları hastaların sadece % 20-30’unda işe yarıyor. O nedenle yeni tedavi seçeneklerinin geliştirilmesi bir hayli önemli.

Bağışıklık sisteminin en önemli elemanlarından olan T hücreleri, bu süreçte üzerinde en çok durulan hücrelerden birisidir. T hücreleri, normalde patojenlere ve tümör hücrelerine ciddi şekilde yanıt verip bunları ortadan kaldırır. Söz konusu bu hücrelerden bir tanesi dahi bu patojen ya da tümör hücresini tanırsa, diğer bağışıklık sistemi hücrelerini de devreye sokarak immün yanıtı güçlendirir. Bunun yanı sıra, T hücrelerinin alarmı, bağışıklık kontrol noktası molekülleri olarak adlandırılan ve normalde düşük düzeylerde bulunan proteinlerinin ekspresyonlarını arttırır. Bu sayede immün yanıt zayıflatılarak, normal dokuya zarar verebilecek otoimmün reaksiyonların (vücudun kendi dokularına karşı gelişen bağışıklık yanıtı) gelişimi önlenir. Yani basitçe bu proteinler “fren görevi” görerek bir süre sonra T hücrelerinin aktivitelerini baskılar.

Öte yandan tümör hücreleri de bu durumu kendi lehine kullanır. Tümör hücreleri, bu kontrol noktası moleküllerini yüksek miktarlarda ifade ederek bağışıklık sistemini frenleyip, kendilerini korur. Bu sorunun üstesinden gelmek için ilaç firmaları, söz konusu bu kontrol noktası moleküllerini bloke eden ve bağışıklık sisteminin tümörü hedef almasını sağlayan antikorlar geliştirmiştir. Bu ilaçların bir kısmına FDA onayı alınıp bazı kanser tiplerinde kullanılmaya başlansa da; birçoğunun klinik çalışmaları hala devam ediyor. Bu noktada şunu da belirtmek gerekir ki, klinik çalışmalar hayli umut verici. Gelecek yıllarda bu ilaçların birçoğu kullanıma girecek gibi görünüyor.

Ancak bazı çalışmalarda, kontrol noktası molekülleri engellendiğinde bile istenilen cevaplar alınamadı. New York’taki Memorial Sloan Kettering Kanser Merkezi’nde çalışan kanser immünoterapi uzmanı Wolchok, bu çalışmalardaki tümörlerin yüzeylerinde, T hücrelerini uyaran tümör antijenlerinin yeterince bulunmadığını ileri sürüyor.

Antijenler, immün sistemi uyaran moleküllerdir. Tümör hücreleri, immün sistemi yeterince uyarmazsa çok düşük düzeylerde bağışıklık yanıtı gelişir. O nedenle bu fren mekanizması ortadan kaldırılsa da yeterli sayıda hücre olmadığından istenilen cevap alınamaz. Geliştirilen yeni bir teknik, immünoterapinin etkinliğini artırma ihtimali gösteriyor. Onkologlar, hastalara verilen radyasyon terapisinin, tümöre ait antijenleri ortaya çıkardığını söylüyor. Bu da T hücrelerinin uyarılmasını ve daha güçlü bir immün yanıt oluşmasını sağlıyor.

Illinois’teki Chicago Üniversitesi’nden bir kimyager olan Wenbin Lin bu durumdan yola çıkarak yeni bir teknik geliştirdi. Lin, bağışıklık sistemini benzer şekilde uyarmak için toksik olmayan nanopartiküllerin kullanılıp kullanılamayacağını görmek adına çalışmalar yürüttü. Peki bu nanopartiküller toksik olmayıp tümör hücresini öldürmezse ne işe yaracak? Bu sorunun cevabına gelmeden önce biraz bu nanopartiküllerden bahsetmek gerekiyor.

Nanopatiküllerin bağışıklık sisteminini aşması kolay değildir. Eğer çok büyük olurlarsa, kandaki makrofaj hücreleri tarafından yakalanıp parçalanırlar.

Bir diğer tehdit ise kan proteinlerdir. Bu proteinler, nanopartikülleri kaplama eğilimi gösterir, böylece nanaopartiküller kolayca parçalanır.

Lin’in ekibi, makrofajlardan kaçabilmelerini sağlamak için 20 ila 40 nanometre (bir nanometre metrenin milyarda biri) boyutunda parçacıklar üretmeyi başardı. Ekip ayrıca, nanopartiküllerin kan dolaşımında daha uzun süre parçalanmadan kalabilmelerini ve hedef hücrelere kolayca girebilmelerini sağlamak için partikülleri polietilen glikol ile kapladılar. Son olarak da bu nanoparçacıklarına onları tümörler için bir “katile” dönüştüren, güçlü ışık emici klor bazlı moleküller eklediler.

Daha önceki çalışmalarda, kan dolaşımına enjekte edildiğinde; parçacıklar, tümörlerin içinde ve çevresinde yolunu bulacak kadar dolaşımda kalabilmişti. Ayrıca çalışmada tercih edilen tümörler, kötü bir vaskülatiye sahip olduklarından, parçacıklar kolayca kanser dokusu alanına sızar ve tümör hücrelerine bağlanabilir.

Geliştirilen teknikde nanopartiküller tümör hücreleri tarafından hücre içine alındıktan sonra, araştırma ekibi, tümör bölgesine kızılötesi ışık gönderdi. Bu ışık, klor bazlı moleküller tarafından absorbe edilir ve daha sonra bu molekül, singlet oksijen (hücrede strese ve sonrasında hücre ölümüne sebep olabilen radikal bir oksijen türü) olarak bilinen, biyomolekülleri parçalayan ve tümör hücresini öldüren oldukça reaktif bir oksijen formunu oluşturur. Sonuç olarak da normalde toksik olmayan bu partiküller, kızıl ötesi ışınla uyarıldıktan sonra toksik etki göstermeye başlar.

Singlet oksijen, tümör hücrelerini, dendritik hücreler olarak adlandırılan bağışıklık hücrelerine birçok yeni tümör antijeni açığa çıkaracak şekilde parçalara ayırma eğilimi gösterir. Sonrasında da bu antijenler, dendritik hücreler tarafından T hücrelerine sunulur ve T hücrelerini aktifleştirerek tümöre saldırılmasına neden olur. Bu sayede, immün sistemi düşük düzeylerde uyarıp ve bu şekilde immün sistemden kaçan birçok tümör de bu nanopartiküller kullanılarak immün yanıt arttırılabilecek böylece bağışıklık kontrol noktası inhibitörlerinin başarısı da artmış olacak.

Araştırma ekibine göre bu daha başlangıç. Ağustos 2016’da Nature Communications‘da yayımlanan ve aynı ekip tarafından yürütülen çalışmada, nanoparçacıkların bir versiyonu, kolon kanseri olan farelere bir kontrol noktası antikoru ile birlikte enjekte edilip, tümörlere kızıl ötesi ışık verildiğinde; bu kombinasyonun, hem hedeflenen kolon kanseri tümörlerini hem de başka yerlerde olan ve henüz tedavi edilmemiş tümörleri (metastaz yapan kısımlar) yok etmek için bağışıklık sistemini harekete geçirdiği gözlemlendi. Bununla birlikte, enjekte edilen bu parçacıklar üzerinde, kanser hücrelerini öldürmeye yardımcı olmak için standart bir kemoterapötik ilaç da taşıyordu.

Çalışma sonucunda hem partikül üzerindeki kemoterapötik ilaçla hem de partiküldeki klor bazlı moleküllerin kızıl ötesi ışınla uyarılması sonucu kanser hücreleri öldürülebildi. Bu hücre ölümünün ardından da birçok tümör antijeni ortaya çıkıp immün sistemi uyardı ve immün yanıt başarılı bir şekilde tümör hücrelerini ortadan kaldırdı. Araştırmacılar, yaptıkları çalışmada nanopartiküllerin bağışıklık sistemi ile birlikte çalışıp çalışmayacağını görmek istiyorlardı ve bu kombine tedavinin gayet iyi bir şekilde çalıştığı görüldü.

Ekip, başka bir çalışmada da şu anki immünoterapi ilaçlarına cevap vermeyen başka bir kanser türü olan meme kanserini hedeflediler. Meme kanseri olan hayvanlara, nanoparçacıklar; yine bir kontrol noktası antikoruyla birlikte enjekte edildi. Ancak bu denemede, bu kez nanoparçacıklarda ilave bir kemoterapötik ilaç kullanılmadı. Ne var ki; partiküllerde yine klor bazlı moleküller vardı ve daha sonrasında da, tümörlere kızılötesi ışık verilerek sonuçlar beklendi. Başarılı bir biçimde bu çalışmada da, esas hedef olan meme kanseri yok edildi, ancak aynı zamanda ana hedef olmayan, akciğerde metastaz yapan hücreler de yok edildi.

Ekip, kemoterapötik etkenler olmadan da söz konusu bu kombine tedavinin aynı etkiyi gösterdiğini ileri sürüyor. Araştırmacılar denemelere yakında insanlarda da başlayacağını söylüyor. Umarız güzel sonuçlar elde edilir ve bekleyen milyonlarca hastaya umut olur.


Kaynaklar ve İleri Okuma:
-Core-shell nanoscale coordination polymers combine chemotherapy and photodynamic therapy to potentiate checkpoint blockade cancer immunotherapy. Nature Communications, (2016). https://www.nature.com/articles/ncomms12499
-Photodynamic Therapy Mediated by Nontoxic Core–Shell Nanoparticles Synergizes with Immune Checkpoint Blockade To Elicit Antitumor Immunity and Antimetastatic Effect on Breast Cancer. Journal of American Chemical Society, (2016). http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b09538
-Nanoparticles awaken immune cells to fight cancer. ScienceMag. http://www.sciencemag.org/news/2017/01/nanoparticles-awaken-immune-cells-fight-cancer (accessed December 5, 2017).


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv