211service.com
Klíčová složka účinné léčby rakoviny
Asi 50 procent pacientů s rakovinou má nádory, které jsou odolné vůči záření kvůli nízké hladině kyslíku – stav známý jako hypoxie. Startup v San Franciscu vyvíjí proteiny, které by mohly účinněji přenášet kyslík do nádorů, čímž se zvyšuje pravděpodobnost, že radiační terapie těmto pacientům pomůže.
kyslíková mapa: Tento obrázek ukazuje myší nohy s nádorem na levé noze. Hypoxické oblasti jsou označeny světle modrou barvou.
Minulý měsíc poskytl National Cancer Institute (NCI) tomuto startupu Omniox finanční prostředky ve výši 3 milionů dolarů. Omniox spolupracuje s výzkumníky z NCI na testování, zda jeho sloučeniny přenášející kyslík zlepšují radiační terapii u zvířat s rakovinou.
Většina nádorů má hypoxické oblasti a vědci se domnívají, že mají významný dopad na výsledky léčby asi u poloviny pacientů. Nádorové buňky se množí s takovou opuštěností, že překračují své krevní zásobení a vytvářejí oblasti s velmi nízkou hladinou kyslíku. Tento nedostatek kyslíku pohání nádorové buňky, aby generovaly více krevních cév, které metastatické buňky využívají k cestování jinam v těle a šíření rakoviny.
Radiační terapie závisí na působení kyslíku. Když ionizující záření zasáhne nádor, vytváří reaktivní chemikálie zvané volné radikály, které poškozují nádorové buňky. Bez kyslíku jsou volné radikály krátkodobé a radiační terapie není účinná. Radiační léčba se dnes provádí za předpokladu, že nádory jsou okysličené a budou tím poškozeny, říká Murali Cherukuri , vedoucí biofyziky v Centru pro výzkum rakoviny v NCI v Bethesdě, Maryland. Hypoxické oblasti přežijí léčbu a repopulují nádor.
Od 50. let 20. století vědci zkoušeli mnoho způsobů, jak dostat do nádorů více kyslíku, bez úspěchu. Nechat pacienty dýchat vysoké hladiny kyslíku před ozářením nefunguje a vývoj prostředku, který by přenášel kyslík krví do nádoru, se ukázal jako velmi obtížný. Umělé proteiny, které napodobují přirozený přenašeč kyslíku v těle, hemoglobin, mohou být nebezpečně reaktivní – ničí další důležité chemické látky v krvi. A další přenašeči kyslíku mají tendenci buď ulpívat na kyslíku příliš pevně, nebo jej uvolňovat příliš brzy, než se dostane do nejméně okysličených oblastí nádoru.
Doufáme, že protože většina nádorů je hypoxických, mohli bychom zlepšit účinnost radiační terapie u velkého počtu lidí, říká Stephen Cary, spoluzakladatel a generální ředitel společnosti Omniox. Společnost vyvinula řadu proteinů, které jsou přizpůsobeny tak, aby zadržovaly kyslík, dokud se nedostanou do hypoxické tkáně. Tyto proteiny nejsou založeny na hemoglobinu, takže nemají stejné toxické účinky.
Technologie společnosti pochází z laboratoře Michael Marletta , profesor chemie na Kalifornské univerzitě v Berkeley. Většina krevních náhrad selhala, říká Marletta, protože byly založeny na globinových proteinech, mezi které patří hemoglobin. Hemoglobin je schopen pracovat v těle, protože je uzavřen v červených krvinkách. Nechráněné, okysličené globinové proteiny reagují s oxidem dusnatým v krvi a ničí kyslík, oxid dusnatý a samotný protein.
Marletta začala hledat proteinové fragmenty, které se vážou na kyslík, ale ne na oxid dusnatý. Začal s genetickou sekvencí pro sekci globinových proteinů, která se váže na kyslík. Poté použil počítačový program k prohledání genomových databází na podobné sekvence. Tím se objevila skupina podobných sekvencí v jednobuněčných organismech. Marletta studovala tyto proteinové sekvence a našla skupinu z nich, které se vážou na kyslík, ale ne na oxid dusnatý. Mírnou změnou sekvencí Marletta zjistil, že je schopen přizpůsobit, jak pevně se protein váže na kyslík. Tato úroveň kontroly znamená, že Omniox může navrhnout protein, který uvolňuje kyslík pouze tehdy, když jsou okolní hladiny kyslíku velmi nízké – což znamená, že protein musí projít celou cestu do hypoxické části nádoru, než uvolní kyslík.
Cary, který byl dříve postdoktorandským výzkumníkem v Marlettině laboratoři, v roce 2006 spoluzaložil Omniox, aby vyvinul terapeutické činidlo přenášející kyslík. Společnost získala od NCI a Kalifornské univerzity celkem asi 4 miliony dolarů Ústav pro kvantitativní biologické vědy . Společnost v současné době sídlí v biotechnologickém inkubátoru univerzity Garáž QB3 .
Omniox zatím prokázal, že jeho proteiny se hromadí v nádorech u živých zvířat a že proteiny tam zvyšují koncentraci kyslíku.
Studie proteinů nyní probíhají v NCI. Cherukuri, který není spojen s Omnioxem, vyvinul indikátor pro použití s magnetickou rezonancí, který mu umožňuje vytvořit 3D mapu koncentrací kyslíku v nádoru s vysokým rozlišením.
Cherukuri používá tuto metodu ke studiu účinků látek Omniox u myší s hypoxickými nádory. Když máte velmi hypoxický nádor a vstříknete zvířeti [agens Omniox], okysličení se zvýší, říká. Spolupracuje s General Electric na vývoji prototypu tohoto zobrazovacího systému v lidském měřítku.
Studie Omniox a NCI jsou zaměřeny na zjištění, který z proteinů společnosti funguje nejlépe, kdy by se měly proteiny podávat a zda léčba skutečně zlepšuje účinnost radiační terapie. Studie budou také hledat nebezpečné imunitní reakce na cizí proteiny. Pokud jsou výsledky slibné, společnost doufá, že v roce 2013 zahájí testy na lidských pacientech.