CHICAGO — Jak unicestwić chłoniaka bez użycia jakichkolwiek leków?

Zagłodzić go na śmierć pozbawiając go tego, co wydaje się być ulubionym pokarmem: cholesterolu HDL.

Naukowcy z Northwestern Medicine® odkryli to dzięki nowej nanocząsteczce, która działa jak tajny podwójny agent. Dla nowotworowej komórki chłoniaka wygląda ona jak preferowany posiłek – naturalny HDL. Ale kiedy cząsteczka wnika do komórki, w rzeczywistości zatyka ją i blokuje wnikanie cholesterolu. Pozbawiona istotnego składnika odżywczego, komórka w końcu umiera.

Nowe badanie przeprowadzone przez C. Shad Thaxton, M.D., i Leo I. Gordon, M.D. pokazują, że syntetyczne nanocząsteczki HDL zabiły chłoniaka B-komórkowego, najczęstszą formę choroby, w hodowanych komórkach ludzkich i zahamowały wzrost guza chłoniaka B-komórkowego u myszy.

Praca została opublikowana Jan. 21 w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.

„To ma potencjał, aby ostatecznie stać się nietoksycznym leczeniem chłoniaka B-komórkowego, które nie obejmuje chemioterapii,” powiedział Gordon, współautor korespondencyjny z Thaxton na papierze. „To ekscytujące wstępne odkrycie.”

Gordon jest profesorem medycyny w hematologii/onkologii, a Thaxton jest asystentem profesora urologii, obaj w Northwestern University Feinberg School of Medicine.

Gordon jest również współdyrektorem programu nowotworów hematologicznych w Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center of Northwestern University i lekarzem w Northwestern Memorial Hospital. Thaxton jest również członkiem Lurie Cancer Center.

Lymphoma Gobbles HDL Cholesterol

Ostatnie badania wykazały, że chłoniak z komórek B jest zależny od wychwytu naturalnego HDL — skrót od high-density lipoprotein — z którego czerpie zawartość tłuszczu, takiego jak cholesterol.

Nanocząsteczka — pierwotnie opracowana przez Thaxtona jako możliwa terapia dla chorób serca — ściśle naśladuje rozmiar, kształt i chemię powierzchni naturalnych cząsteczek HDL. Ale ma jedną kluczową różnicę: pięcio nanometrową cząsteczkę złota w jej rdzeniu. Tak więc, kiedy nanocząsteczka jest inkubowana z komórkami ludzkiego chłoniaka B-komórkowego lub używana do leczenia myszy z ludzkim guzem, uderza w chłoniaka z podwójną siłą. Po przyłączeniu się do komórki chłoniaka, gąbczasta powierzchnia cząsteczki złota wysysa cholesterol, podczas gdy rdzeń złota zapobiega wchłanianiu przez komórkę większej ilości cholesterolu, zwykle przenoszonego w rdzeniu naturalnych cząsteczek HDL.

Badania nad chłoniakiem pokazały Thaxtonowi, że nanocząsteczka HDL miała więcej niż jedną sztuczkę w swoim złotym rękawie.

„Na początku byłem mocno skoncentrowany na rozwoju nanocząsteczek, które mogłyby usuwać cholesterol z komórek, zwłaszcza tych zaangażowanych w choroby serca”, powiedział Thaxton. „Praca nad chłoniakiem rozszerzyła tę uwagę na to, w jaki sposób nanocząsteczki HDL wpływają zarówno na usuwanie, jak i pobieranie cholesterolu przez komórki. Odkryliśmy, że cząsteczki są wielozadaniowe.”

Badania Northwestern wykazały również, że naturalny HDL nie zabijał komórek ani nie hamował wzrostu guza. Nanocząsteczka była niezbędna do zagłodzenia komórki chłoniaka.

Detour From Heart Disease to Cancer Killer

Po opracowaniu nanocząsteczki HDL, Thaxton wygłosił w 2010 roku wykład dla wydziału Feinberga. Gordon był na widowni. Wiedział, że pacjenci z zaawansowaną postacią chłoniaka B-komórkowego czasami mają spadający poziom cholesterolu. Gordon, długoletni badacz chłoniaków i onkolog, poszukiwał nowych metod dostarczania leków pacjentom. Skontaktował się z Thaxtonem i zaczęli współpracować.

Testowali samą nanocząsteczkę HDL oraz nanocząsteczkę HDL transportującą leki przeciwnowotworowe. Co zaskakujące, nanocząstka bez leków była tak samo skuteczna w zabijaniu komórek chłoniaka B-komórkowego.

„Pomyśleliśmy, 'To dziwne. Dlaczego nie potrzebujemy leku?” wspomina Gordon.

To właśnie wtedy naukowcy zaczęli zagłębiać się w mechanizm, dzięki któremu nanocząsteczki HDL przyklejały się do receptorów HDL na komórkach chłoniaka i manipulowały transportem cholesterolu. Ponadto, próbki pacjentów analizowane przez współpracowników z Duke University na potrzeby badania wykazały, że komórki chłoniaka u pacjentów miały nadprodukcję tych receptorów HDL w porównaniu do normalnych limfocytów.

Chłoniak z komórek B najczęstszy chłoniak

Narodowe Instytuty Raka donoszą, że w 2012 roku było około 70 000 nowych przypadków chłoniaka nieziarniczego w USA i prawie 19 000 zgonów. Około 90 procent tych nowych przypadków stanowiły chłoniaki B-komórkowe. Chłoniak nieziarniczy to nowotwór, który rozpoczyna się w komórkach zwanych limfocytami, które są częścią układu odpornościowego organizmu.

Dlaczego złote serce?

„Złoto ma dobre wyniki w zakresie zgodności z systemami biologicznymi”, powiedział Thaxton.

Thaxton i Gordon są zachęceni swoimi wczesnymi danymi pokazującymi, że nanocząsteczki HDL nie wydają się być toksyczne dla innych ludzkich komórek normalnie celowanych przez HDL, normalnych ludzkich limfocytów lub dla myszy. Ponadto, ponieważ nanocząstki złota mogą być wykonane w dyskretnym rozmiarze i kształcie, są doskonałym rusztowaniem do tworzenia syntetycznych HDL, które ściśle naśladują te występujące w naturze.

„Jak każdy nowy kandydat na lek, nanocząstki HDL będą musiały przejść dalsze testy,” zauważył Thaxton.

Współpierwszymi autorami pracy są Shuo Yang i Marina Damiano. Shuo jest pracownikiem naukowym w medycynie w laboratorium Gordona w oddziale hematologii/onkologii w Szkole Feinberga, a Marina jest studentką studiów magisterskich w wydziale chemii w Weinberg College of Arts and Sciences.

Badania były wspierane przez The Howard Hughes Medical Institute i Fundację Schwartza. Thaxton jest współzałożycielem AuraSense, LLC, początkującej firmy biotechnologicznej, która posiada licencję na nanocząstki HDL użyte w badaniu.