מחקר: הטכנולוגיה שמאפשרת החדרת תרופות למוח והכוונתן לגידול סרטני
חוקרים מצאו כי חלבון שתפקידו להכניס מולקולות סוכר לתאים עשוי לפתוח שער שימושי להחדרת תרופות למוח, ולאפשר להן לפגוע באופן ממוקד בגידול
כמחצית מהגידולים הממאירים במוח הם מסוג גליובלסטומה, סרטן המתפתח מתאי הגלִייה, תאים התומכים בתאי העצב, ונחשב לאחד מסוגי סרטן המוח האגרסיביים ביותר. גם למרות טיפול מרבית החולים מתים בתוך שנה עד שנה וחצי מרגע האבחנה, ורק כחמישה אחוזים מביניהם שורדים חמש שנים או יותר. אין פלא שקבוצות מחקר רבות ברחבי העולם פועלות לפיתוח טיפולים חדשים שיאריכו את חיי החולים, ישפרו את איכות חייהם ויעלו את סיכויי ההישרדות שלהם.
הכתבה פורסמה במקור באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי
מחקר חדש, שערכה קבוצתו של חוקר הסרטן אולה טרטולה (Taratula) מאוניברסיטת אורגון בארצות הברית, מציג שיטת טיפול ניסיונית המבוססת על החדרה של מולקולות mRNA טיפוליות לתאי הסרטן. החוקרים ניסו לפתור שני אתגרים משמעותיים שמקשים על טיפול יעיל בגליובלסטומה. הראשון הוא החדרת חומרים פעילים לאזור הגידול דרך מחסום הדם-מוח – שכבת תאים צפופה שתפקידה להגן על המוח מחדירה של זיהומים או רעלנים, אך גם מקשה על הכנסת תרופות. האתגר השני הוא להבטיח שהטיפול הנדרש יתמקד בתאי הסרטן עצמם, כדי לצמצם ככל האפשר את הפגיעה בתאים הבריאים.
דלת סתרים
לרוב, כשרוצים להחדיר מולקולות mRNA לתאים, עוטפים אותן בננו-חלקיקים שומניים. החלקיקים הזעירים הללו מגינים על ה-mRNA מפירוק ומסייעים בהכנסתו לתאים, אך הם מתקשים לחדור את מחסום הדם-מוח ואינם מכוונים באופן ממוקד אל תאי הגידול. כדי להתגבר על המגבלות הללו, החוקרים ניצלו את העובדה שהחלבון Glucose transporter 1, או GLUT1, שמסייע למולקולות סוכר להיכנס לתאים, מצוי בשפע הן על גבי תאי מחסום הדם-מוח, והן על תאי הגידול.
כדי לרתום את GLUT1 כשער הכניסה למוח ולתאי הגידול, ציפו החוקרים את הננו-חלקיקים השומניים במולקולות של הסוכר מנוז (mannose). מולקולות המנוז שעל פני הננו-חלקיקים מאפשרות להם להיקשר לחלבון GLUT1, וכך מסייעות להם לחצות את מחסום הדם-מוח ובהמשך להיכנס אל תאי הגידול הסרטני. מכיוון שכדי להעביר מספיק חלקיקים בהצלחה נחוצה צפיפות גבוהה של מולקולות מנוז על פני החלקיק, החוקרים נדרשו לפתח ננו-חלקיקים שיצליחו לעטוף את מולקולת ה-mRNA בצורה יציבה, ובו בזמן יציגו על פניהם צפיפות מספקת של מולקולות מנוז.
בתום תהליך פיתוח מורכב של הננו-חלקיקים, שכלל חיבור כימי של מולקולות מנוז למעטפת השומנית, התאמת הרכב השומנים שבה ואריזה יציבה של מולקולות ה-mRNA בתוכה, בחנו החוקרים את יכולתם להגיע למוח של עכברים. הננו-חלקיקים אכן חצו את מחסום הדם-מוח ביעילות והצטברו ברקמת המוח.
בשלב הבא בחנו החוקרים אם אחרי חציית המחסום, הננו-חלקיקים וה-mRNA שמאוחסן בהם אכן הגיעו באופן ממוקד לתאי הגידול. לשם כך הם הזריקו את הננו-חלקיקים לעכברים עם גידולי גליובלסטומה, ומצאו כי כבר בתוך שש שעות מההזרקה הצטברה בגידול כמות כפולה של מולקולות mRNA לעומת רקמת המוח הבריאה שסביבו. הממצא הזה מצביע על כך שהננו-חלקיקים וה-mRNA שמאוחסן בהם הצליחו להגיע אל תאי הגידול והעדיפו אותם על פני תאים אחרים במוח.
לבסוף בחנו החוקרים אם הננו-חלקיקים שפיתחו יכולים לשמש נשאים לטיפול בגידולי גליובלסטומה. לשם כך הם ארזו בתוכם מולקולת mRNA שמכילה את ההוראות ליצירת PTEN, חלבון שיכול לדכא גידולים אך נוטה לאבד את תפקודו בגידולי גליובלסטומה. החוקרים הזריקו לעכברים עם גידולי גליובלסטומה ארבע מנות של התרופה שפיתחו, אחת לשלושה ימים, ועקבו אחרי התפתחות הגידול ומצבם הכללי של העכברים. כפי שקיוו, חלה אצלם האטה משמעותית בהתפתחות הגידול לעומת עכברים בקבוצת הביקורת, משקל הגוף שלהם נשאר יציב לאורך זמן, והטיפול האריך את חייהם. הממצאים מעידים שהשילוב בין ננו-חלקיקים המכוונים ל-GLUT1 לבין טיפול מבוסס mRNA עשוי להציע גישה מבטיחה לטיפול בגידולים במוח.
עם זאת, יש לקחת בחשבון שהמחקר נעשה על עכברים ושנותרה עוד דרך ארוכה לעבור לפני שהטיפול יוכל, אולי, לסייע לחולי סרטן. יידרשו מחקרים נוספים כדי להוכיח את בטיחותו ויעילותו. למרות זאת, המחקר מציע פתרון יצירתי לאחד האתגרים הגדולים ביותר ברפואת המוח – העברת תרופות למוח והכוונתן לתאי הגידול הסרטני. אפשר לקוות שהוא יסלול את הדרך לדור חדש של טיפולים מבוססי mRNA נגד גליובלסטומה.