Răspândirea cancerului de la un organ la altul, proces cunoscut sub numele de metastazare, rămâne una dintre cele mai mari provocări ale oncologiei moderne. Cercetările recente arată că acest proces este facilitat de structuri microscopice eliberate de celulele tumorale, iar înţelegerea modului lor de acţiune ar putea deschide noi direcţii pentru blocarea extinderii bolii.
Un grup de cercetători de la École de technologie supérieure (ÉTS), în colaborare cu specialişti în biologie de la Institutul de Cercetare McGill University Health Centre, studiază de mai mulţi ani mecanismele prin care cancerul se transformă în metastaze, respectiv modul în care invadează alte organe. Un element central al acestui proces îl reprezintă veziculele extracelulare, particule extrem de mici, eliberate în mod natural de toate celulele organismului, atât sănătoase, cât şi canceroase.
Aceste vezicule sunt structuri sferice formate din lipide şi proteine şi pot transporta material genetic. Atunci când sunt eliberate de o celulă canceroasă şi ajung prin sânge la o celulă sănătoasă, ele pot modifica informaţia genetică a acesteia, transformând-o într-o celulă tumorală.
Acest mecanism explică modul în care cancerul se poate răspândi către organe precum ficatul şi stă la baza formării metastazelor.
Studierea veziculelor extracelulare naturale este însă dificilă, deoarece izolarea lor este un proces lung şi complex. Pentru a accelera cercetarea, echipa (ÉTS a produs copii artificiale ale acestora, numite lipozomi, nanoparticule lipidice, cu dimensiuni de aproximativ 100 de nanometri, invizibile cu ochiul liber, concepute pentru a imita cât mai fidel structura şi comportamentul veziculelor naturale.
Pentru a obţine aceste particule, cercetătorii combină lipide, proteine, apă şi etanol, urmărind să reproducă compoziţia veziculelor extracelulare. O provocare majoră este identificarea exactă a tipurilor de lipide şi proteine conţinute de veziculele naturale, astfel încât lipozomii produşi să fie cât mai apropiaţi de acestea.
În experimentele de laborator, lipozomii sunt introduşi în culturi de celule canceroase hepatice, iar reacţia celulelor este monitorizată. Cu cât celulele reţin mai multe particule, cu atât se consideră că lipozomii reproduc mai bine comportamentul veziculelor naturale.
Pentru aceste teste, lipozomii sunt fabricaţi cu parametri precişi, care reproduc dimensiunea şi sarcina electrică a veziculelor extracelulare, şi sunt marcaţi cu substanţe fluorescente pentru a putea fi urmăriţi.
Nanoparticulele lipidice livrează medicamentele direct către celulele tumorale.
Această abordare permite observarea, în timp real şi fără a perturba celulele, a modului şi vitezei cu care lipozomii sunt absorbiţi. Rezultatele arată că lipozomii care seamănă cel mai mult cu veziculele naturale din punct de vedere al dimensiunii şi al sarcinii sunt absorbiţi cel mai eficient.
Astfel, cercetătorii pot analiza cum influenţează interacţiunea lor cu celulele compoziţia chimică şi proprietăţile fizice ale acestor particule şi potenţialul rol al acestora în dezvoltarea tumorilor.
Un obiectiv important al echipei este înţelegerea modului în care veziculele extracelulare ajung la celulele hepatice şi contribuie la formarea metastazelor. În prezent, eficienţa de încapsulare a proteinelor în lipozomi este de aproximativ 50%, iar cercetătorii îşi propun să ajungă la 90%. După perfecţionarea metodei, sunt planificate teste pe animale de laborator, respectiv pe şobolani.
Pe termen lung, acest tip de cercetare ar putea contribui la prevenirea formării metastazelor şi la creşterea şanselor de supravieţuire ale pacienţilor, prin identificarea unor modalităţi de a bloca acest proces încă din fazele sale incipiente.
În paralel cu studiul mecanismelor de metastazare, lipozomii sunt analizaţi şi ca potenţiali vectori pentru administrarea tratamentelor. Aceştia pot transporta substanţe active direct către celulele canceroase, ceea ce creşte eficienţa tratamentului şi reduce toxicitatea comparativ cu chimioterapia clasică. Dimensiunea lipozomilor poate fi adaptată în funcţie de organul afectat, motiv pentru care descrierea lor precisă este esenţială.
Printre substanţele testate se numără curcumina, un compus din turmeric, studiat pentru proprietăţile sale anticancerigene. În cadrul experimentelor, curcumina este încapsulată în lipozomi pentru a observa reacţia celulelor canceroase. Alte substanţe, precum paclitaxelul, sunt deja utilizate în tratamente oncologice sub formă lipozomală, deoarece această formă îmbunătăţeşte livrarea medicamentului şi modul în care este suportat de organism.
De asemenea, există strategii care folosesc lipozomi pentru transportul unor fragmente mici de ADN sau al anticorpilor, cu rol de semnalizare, care ajută organismul să recunoască mai bine celulele bolnave. Unele dintre aceste abordări sunt deja validate prin studii ştiinţifice şi utilizate în anumite terapii oncologice, cu progrese continue în ceea ce priveşte eficienţa şi siguranţa.
Prin replicarea veziculelor naturale eliberate de celulele canceroase, cercetătorii speră să descifreze mecanismele exacte ale răspândirii cancerului şi să identifice modalităţi eficiente de a le bloca.
