Grupa badawcza prof. dr hab. Bożeny Kamińskiej z Instytutu Biologii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk im. M. Nenckiego w Warszawie opracowała metodę przekształcania złośliwych glejaków, nowotworów mózgu, w formy łagodne. Badania prowadzono na modelu zwierzęcym. Komórki łagodnych glejaków są kontrolowane, a czasem nawet eliminowane przez układ odpornościowy gospodarza, szanse przeżycia chorego zwierzęcia w istotnym stopniu wzrastają. Nowatorskie badania zostały sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki.
Układ nerwowy człowieka, w tym mózg, obok neuronów i komórek gleju zasiedlają komórki mikrogleju. Wspomagają one komórki nerwowe, ale pełnią też ważne funkcje ochronne, patrolując swoimi wypustkami otoczenie i usuwając uszkodzone lub niepotrzebne komórki. Jako makrofagi naszego układu odpornościowego zwalczają także obce bakterie, wirusy i komórki nowotworowe. Czasem komórki glejowe same przekształcają się w nowotworowe. Powstają wtedy glejaki, guzy mózgu, które mogą znacznie różnić się stopniem złośliwości. W odmianach łagodnych rokowania dla pacjentów są dość dobre, natomiast w przypadku glejaków złośliwych szanse przeżycia roku ma tylko niewielu pacjentów.
Przeprogramować glejaka
W 2007 roku grupa prof. Kamińskiej wykazała, że złośliwa odmiana glejaków potrafi „przeprogramować” znajdujące się w mózgu komórki odpornościowe mikrogleju, by zamiast zwalczać nowotwór wspomagały jego rozwój. Naukowcy przez kilka lat próbowali ustalić, jak nowotwór “oszukuje” układ obronny gospodarza i zmusza komórki mikrogleju, aby wspierały jego rozrost.
Badania przeprowadzone w zespole prof. Kamińskiej wykazały, że glejaki produkują specyficzne białko – CSF2. W guzach łagodnych występowało ono w niewielkich ilościach, za to w złośliwych – w bardzo dużych. Naukowcy sprawdzili, czy białko wpływa na inwazyjność nowotworu.
„Stwierdziliśmy, że po wyłączeniu genu produkującego białko CSF2 komórki guza już nie przyciągają mikrogleju i nie są w stanie przekształcać jego komórek w taki sposób, by wspierały nowotwór. W tej sytuacji układ odpornościowy zaczyna pracować zgodnie z oczekiwaniami i złośliwy guz przekształca się w formę łagodną. Nie znika, ale w praktyce przestaje rosnąć” – mówi doktorantka Małgorzata Sielska z Instytutu Nenckiego.
Białko odpowiedzialne za „przeprogramowanie” odpowiedzi przeciwnowotworowej i wysoką inwazyjność glejaków występuje tylko w komórkach nowotworowych, praktycznie nie ma go w “normalnym” mózgu. Dlatego naukowcy z Instytutu Nenckiego przypuszczają, że nawet jeśli wytwarzający je gen zostanie wyłączony w całym mózgu, skutki odczuje tylko guz.
Patent na cząsteczki
Prace badawcze nad przekształceniem złośliwych nowotworów mózgu w łagodne przeprowadzono na komórkach mysiego glejaka i opublikowano w czasopismie „Journal of Pathology”. Obecnie grupa prof. Kamińskiej sprawdziła skuteczność metody na komórkach glejaków złośliwych występujących u ludzi. Wstępne wyniki potwierdzają, że także w tym przypadku wyciszenie jednego genu w komórkach ludzkich glejaków rozwijających się w mózgu myszy prowadzi do wstrzymania wzrostu nowotworu. Stworzenie narzędzi do wyłączenia ekspresji tego genu, po skontruowaniu odpowiednikow nośników, umożliwi w przyszłości terapię genową u ludzi.
Zgromadzone dane pozwoliły grupie z Instytutu Nenckiego na opracowanie małych cząsteczek (krótkich peptydów), które nie dopuszczają do połączenia białka CSF2 (wydzielanego przez komórki nowotworowe) z właściwymi receptorami na komórkach mikrogleju. W ten sposób sygnał płynący z komórek nowotworowych zostaje zablokowany i nie dochodzi do „przeprogramowania” mikrogleju.
Opracowane cząsteczki, wraz z odpowiednimi narzędziami genetycznymi, zostały objęte międzynarodowym patentem. Naukowcy podejmują teraz działania, by doprowadzić do testów przedklinicznych i badań klinicznych nowej metody.
Zaproponowane rozwiązanie to zalążek potencjalnych terapii wykorzystujących małe cząsteczki wyciszające ekspresję genu. Dalsze badania i testy pokażą, czy metoda rzeczywiście jest skuteczna. Dla badaczy z Instytutu Nenckiego istotny jest fakt, że obecnie opatentowane cząsteczki celują tylko w jeden fragment szlaku sygnałowego między komórkami złośliwego guza a mikroglejem, gwarantują więc, że nie wpłyną na inne funkcje organizmu. Ponadto wykrycie tak ważnego szlaku sygnałowego oznacza, że można poszukiwać sposobów jego blokowania także w innych miejscach, co może być prostsze technicznie.
„Do opracowania leków i terapii ograniczających inwazyjność glejaków u ludzi jeszcze bardzo daleka droga. Na szczęście już wiemy, w którą cząsteczkę warto celować” – podsumowuje prof. Kamińska.