Vedci vytvorili „inteligentný“ DNA liek. Rakovinové bunky dokáže zasiahnuť s extrémnou presnosťou
Vedci z Univerzity v Ženeve vyvinuli DNA liek, ktorý sa aktivuje až po rozpoznaní dvoch rakovinových markerov. Nový prístup môže zasiahnuť nádor presnejšie, šetriť zdravé tkanivá a v budúcnosti obmedziť vedľajšie účinky liečby.
Možno si nad tým nikdy nepremýšľal, no jednou z najväčších výziev modernej onkológie je otázka, ako zničiť rakovinové bunky bez toho, aby sa poškodili zdravé tkanivá. Vedci z Univerzity v Ženeve teraz prišli so zaujímavou odpoveďou. Vyvinuli „inteligentný“ systém z umelých DNA vlákien, ktorý dokáže rozpoznať rakovinové bunky s výnimočnou presnosťou a uvoľniť silné lieky presne tam, kde sú potrebné.
Znie to skoro neuveriteľne, no vedci opisujú liek, ktorý sa neaktivuje automaticky, ale až po tom, čo rozpozná správnu kombináciu biologických signálov. Práve na tomto princípe stojí nový výskum publikovaný v Nature Biotechnology.
Dnešné cielené lieky vedia zasiahnuť nádor, no stále ich brzdí jeden zásadný problém
Cielená liečba už dnes mení spôsob, akým bojujeme proti rakovine. Pomáha chrániť zdravé bunky a zmierňovať tvrdé vedľajšie účinky spojené s chemoterapiou. Medzi najúspešnejšie prístupy patria takzvané antibody-drug conjugates, skrátene ADC, ktoré využívajú monoklonálne protilátky na doručenie terapeutických látok priamo k rakovinovým bunkám.
Problém je v tom, že ani ADC nie sú dokonalé. Ich relatívne veľké rozmery môžu obmedziť, ako dobre preniknú do nádorového tkaniva. Navyše dokážu preniesť len obmedzené množstvo lieku.
Práve tu prichádza na rad nová technológia založená na DNA vláknach. Keďže tieto DNA komponenty sú oveľa menšie, dokážu sa cez nádor pohybovať ľahšie než tradičné terapie založené na protilátkach.
Neprehliadni
Nestačí jeden znak. Tento liek sa aktivuje až vtedy, keď nájde dve stopy rakoviny naraz
Nový systém funguje s niekoľkými nezávislými DNA vláknami, pričom každé nesie inú úlohu. Sú medzi nimi dve rôzne väzby zamerané na rakovinové markery aj cytotoxický liek.
Keď sa dva špecifické rakovinové markery naviažu na svoje príslušné DNA-spojené väzby, jednotlivé komponenty sa samy poskladajú priamo na mieste nádoru. Funguje to podobne ako dvojfaktorové overenie na bankovom webe. Aktivácia nastane len vtedy, keď sú prítomné oba rakovinové markery. Ak jeden z markerov chýba, hybridizačná reťazová reakcia sa nespustí a liek zostáva neaktívny.
Práve táto skladba umožňuje doručiť vyššiu koncentráciu lieku. Účinok sa zosilňuje tým, že sa na mieste spája viac DNA fragmentov presne tam, kde sú potrebné.
Pri testoch systém rozpoznal správne bunky a liek uvoľnil len tam, kde mal
V laboratórnych štúdiách technológia úspešne identifikovala rakovinové bunky so špecifickými kombináciami povrchových proteínov a selektívne doručila silné lieky, zatiaľ čo blízke zdravé bunky zostali nepoškodené.
Výskumníci zároveň ukázali, že v rámci tej istej liečby možno kombinovať viaceré terapeutiká. Táto stratégia by v budúcnosti mohla pomôcť predchádzať liekovej rezistencii alebo ju prekonať.
„Mohlo by ísť o dôležitý krok vpred vo vývoji medicíny, so zavedením samočinného liekového systému. Doteraz nám počítače a umelá inteligencia pomáhali navrhovať nové lieky. Nové je tu to, že samotný liek dokáže jednoduchým spôsobom ‚počítať‘ a inteligentne reagovať na biologické signály,“ uviedol Nicolas Winssinger, profesor na Katedre organickej chémie Fakulty chémie a biochémie Univerzity v Ženeve.
Tento liek nereaguje naslepo. Aktivuje sa až po splnení presných podmienok
Rovnako ako sú počítače postavené na jednoduchých logických operáciách, teda „a“, „alebo“ a „nie“, aj táto technológia využíva podobný princíp na molekulárnej úrovni. V tejto prvej ukážke logická brána „a“ zabezpečuje aktiváciu len vtedy, keď sú prítomné dva rakovinové biomarkery. Práve preto je liek taký selektívny.
Inými slovami, systém dokáže robiť jednoduché rozhodnutia priamo v tele a určiť, kde a kedy má účinkovať.
Ak sa to potvrdí aj ďalej, lieky by sa raz mohli prispôsobovať konkrétnemu pacientovi
Do budúcnosti by mohli podobné systémy integrovať aj ďalšie logické operácie. To by otvorilo cestu k liekom, ktoré sa správajú ako programovateľné systémy schopné zložitejšieho rozhodovania priamo vo vnútri tela.
Takéto riešenia by sa mohli prispôsobiť jedinečnej biológii každého pacienta, zvýšiť účinnosť liečby a zároveň obmedziť vedľajšie účinky. Ich cieľom nie je nahradiť lekárov, ale spraviť terapiu presnejšou a účinnejšou.
Ak sa tento prístup potvrdí aj v ďalšom výskume, mohol by otvoriť dvere k skutočne „inteligentným“ liekom, ktoré sa prispôsobujú prostrediu v tele a zasahujú len tam, kde treba. A práve v tom je jeho najväčší potenciál.
Zatiaľ sme stále len vo fáze laboratórnych testov, takže od reálnej liečby pacientov je to ešte ďaleko. Aj tak už ale vidno, kam tento výskum mieri, k liekom, ktoré sa nebudú aktivovať plošne, ale len pri presne určených signáloch.
