/>
Docelowo terapia mogłaby wyglądać tak. U pacjenta diagnozowany jest glejak – wyjątkowo wredna odmiana nowotworu mózgu. Po wycięciu guza – o ile jest operowalny – lekarze spryskują jego okolicę specjalną mieszanką grafenu i platyny, co zadziała na pozostałe komórki nowotworowe i zmniejszy prawdopodobieństwo nawrotu.
– Standardowa chemioterapia, chociaż bywa skuteczna, ma jedną wadę: działa toksycznie również na zdrowe tkanki. Nasze rozwiązanie charakteryzuje się tym, że terapeutyk nie przemieszcza się i pozostaje w miejscu podania, działa punktowo, oszczędzając resztę organizmu – tłumaczy prof. Ewa Sawosz Chwalibóg z Warszawskiej Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego. Pacjent nie musiałby więc być zmuszony do brania udziału w wyniszczającym wyścigu, w którym albo najpierw podda się nowotwór, albo on.
Reklama
Rozwiązanie, na które naukowcy z SGGW otrzymali patent wspólnie z badaczami ze stołecznego Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych (w badaniach wzięły również udział dr Ludwika Lipińska oraz Joanna Jagiełło z instytutu), to „nanopłatki grafenu pokryte nanocząstkami platyny”. Upstrzona prefiksami nano- nazwa wskazuje na strukturę wynalazku: grafen – struktura węgla o grubości pojedynczego atomu – występuje tu pod postacią mikroskopijnych płatków, zaś platyna tworzy nanocząstki, czyli kawałki liczące po kilkadziesiąt atomów.
– Platyna, a właściwie kompleksowe związki platyny – bo taka jest właściwa klasyfikacja tych związków, to jedne z najczęściej wykorzystywanych substancji w chemioterapii na świecie – tłumaczy dr Marta Kutwin. Dwie z nich – cisplatyna oraz karboplatyna – są na tyle często wykorzystywane w walce z nowotworami na całym świecie, że Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) wpisała je na listę leków podstawowych – czyli leków najważniejszych dla globalnego zdrowia publicznego.
Fakt, że lekarze sięgają po pewną klasę substancji, nie znaczy jednak, że charakteryzuje je stuprocentowa skuteczność. Dlatego naukowcy nie ustają w poszukiwaniu nowych związków, które będą jeszcze bardziej efektywne w walce z nowotworem. – My chcieliśmy zbadać pod tym kątem grafen. Intuicja podpowiadała nam, że skoro składa się on z jednej warstwy atomów, to może przylegać do komórki i blokować jej kontakt ze środowiskiem – mówi dr Sławomir Jaworski. Dodatkowo grafen to węgiel, powinien więc wykazywać się biozgodnością, czyli nie działać na ludzkie tkanki toksycznie.
Potencjał do walki z nowotworem testuje się najpierw in vitro, czyli w próbówce (albo na szalce), gdzie badaną substancję dodaje się do wyhodowanej w laboratorium grupy komórek nowotworowych. Grafen ograniczył ich wzrost, czyli dał zachęcające wyniki; trzeba więc było sprawdzić go w warunkach bardziej zbliżonych do naturalnych. – Robi się to na ludzkich guzach nowotworowych hodowanych na kurzych zarodkach. Ksenoprzeszczep, bo tak się nazywa ta procedura, to rozwiązanie relatywnie proste, tanie w zastosowaniu i niebudzące problemów etycznych – tłumaczy dr Marta Grodzik.
– Po podaniu zawiesiny grafenowych płatków w wodzie masa i objętość guzów ulegały zmniejszeniu – cieszy się dr Jaworski – jednak chcieliśmy ten efekt zwiększyć. To wtedy pojawił się pomysł, by połączyć grafen z platyną. Grafen, a właściwie tlenek grafenu, oprócz tego, że sam działałby antynowotworowo, stanowiłby również nośnik, dzięki któremu platyna byłaby skutecznie lokowana w pobliżu guza. Naukowcy stanęli jednak przed poważnym wyzwaniem – platyna to metal szlachetny, który niechętnie łączy się z innymi substancjami. Trzeba ją do tego w odpowiedni sposób „zmusić”. Udało się to zrobić w laboratoryjnej płuczce ultradźwiękowej – urządzeniu używanym zazwyczaj do mycia szkła laboratoryjnego przy pomocy ultradźwięków. Przy odpowiednim dobraniu parametrów – temperatury i częstotliwości fal dźwiękowych – nanocząstki platyny udało się połączyć z grafenem.
W efekcie powstało rozwiązanie działające jak grafenowa platforma, z której bardzo wolno uwalnia się platynowy lek. Na skutek procesów zachodzących w organizmie pojedyncze jony platyny odrywają się stopniowo od nanocząstek, a kiedy szlachetny metal dokonuje spustoszenia w nowotworze, grafen spokojnie spoczywa w miejscu podania, blokując procesy komórkowe. Jakie – to jeszcze trzeba dokładnie zbadać.
Zespół z SGGW i ITME nie jest jedynym, który zastanawia się nad nowatorskimi metodami dostarczania platyny do organizmu. – Przeważnie naukowcy starają się związać platynę z jakimś związkiem, co rodzi problemy. W innych rozwiązaniach platyna na przykład aglomeruje się, czyli atomy łączą się w większe kompleksy, co wpływa na prędkość ich uwalniania. Pojawia się więc potrzeba stabilizacji, czyli pozamykania metalu np. w kapsułkach, ale wtedy trzeba odpowiednio dobrać materiał, z którego będą wykonane – tłumaczy dr Marta Grodzik.
Wyniki badań naukowców są zachęcające, ale wymagają jeszcze wiele pracy. Dotychczasowe poszukiwania sfinansowane zostały z grantów Narodowego Centrum Nauki, które opiewały łącznie na 1,5 mln zł. Pieniądze na patent wyłożyło SGGW, a kolejny zastrzyk środków w wysokości 1,2 mln zł naukowcy otrzymali z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Badacze teraz chcą skupić się na antynowotworowym działaniu samych płatków grafenu. Zamierzają zbadać wpływ grafenu na komórki pochodzące od wielu różnych dawców, aby w przyszłości było możliwe stworzenie spersonalizowanych terapii antynowotworowych z użyciem nowatorskiego materiału.
W praktyce do komercyjnego zastosowania zarówno samego leczenia grafenem, jak i tandemem grafen–platyna potrzeba kilku dobrych lat (oraz kilku milionów złotych), oczywiście pod warunkiem że dalsze badania potwierdzą skuteczność badanej metody. Doktor Marta Kutwin studzi zapał: kiedy w latach 70. zorientowano się, że sole platynowe mogą być wykorzystywane w chemioterapii, badano wiele związków. Ostatecznie na rynek trafiło tylko kilka. Biorąc jednak pod uwagę, że wciąż nie udało się opracować uniwersalnie skutecznej metody walki z rakiem, to każda niosąca nadzieję terapia jest na wagę złota. A właściwie platyny. ⒸⓅ
Eureka! DGP
Rozpoczynamy czwartą edycję konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Od dziś do 16 czerwca w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej, wybrane spośród 68 nadesłanych przez uczelnie i instytuty.
Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi pod koniec czerwca. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej) ufundowana przez organizatora.
Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi pod koniec czerwca. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej) ufundowana przez organizatora.