Polscy naukowcy bliżej stworzenia nowej terapii jednego z najgroźniejszych nowotworów. Badacze z Politechniki Krakowskiej (PK), Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie (URK) oraz Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk opracowali i zbadali związek chemiczny, który może się okazać panaceum na raka jelita grubego.
Reklama:
Cząsteczka, odkryta na Politechnice, wykazuje wysoką skuteczność wobec komórek nowotworowych, przy jednoczesnym oszczędzaniu zdrowych tkanek.
– Mamy już więcej niż zalążek leku. To wczesna wersja działającego systemu terapeutycznego – mówi dr inż. Damian Kułaga z PK, lider zespołu, od kilku lat prowadzący niezwykle obiecujące badania związków niszczących komórki raka jelita grubego i aktywnych wobec potrójnie negatywnego raka piersi. Odkrycie jest już chronione czterema patentami i dwoma zgłoszeniami patentowymi, a ma przed sobą perspektywę ochrony europejskiej.
Pochodne tryptaminy wzbogacone o układ triazyny i pirymidyny – nowe perspektywy dla onkologii
Na świecie diagnozuje się rocznie (dane z 2022 r.) blisko 2 mln nowych zachorowań na raka jelita i blisko 900 tys. zgonów, co czyni ten nowotwór trzecim najczęstszym i drugim pod względem śmiertelności. W Polsce rocznie rozpoznaje się od 18 do 20 tys. nowych przypadków raka jelita grubego, połowa z nich kończy się śmiercią pacjenta.
Zespół badawczy pod kierownictwem dr inż. Damiana Kułagi z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej od kilku lat poszukuje związków chemicznych, które w przyszłości mogłyby leczyć raka jelita grubego (CRC, z ang. Colorectal Cancer) i potrójnie negatywnego raka piersi (TNBC, z ang. Triple-negative Breast Cancer).
– Nowotwory te, w przypadku wczesnego wykrycia, mogą być skutecznie leczone, jednak najczęściej pacjenci diagnozowani są w późnych stadiach, gdy nawet operacja wycięcia guza nie przynosi zadowalających efektów. Komórki nowotworowe mają czas, by „rozlać się po organizmie” powodując przerzuty np. do węzłów chłonnych lub do kości. Ten etap choroby jest najbardziej problematyczny do leczenia i nierzadko kończy się śmiercią pacjenta – mówi dr inż. Damian Kułaga.
Biologia nowotworów jest niezwykle skomplikowana i choć współczesna medycyna dysponuje już różnymi metodami terapii, to potrzeba badań w tym obszarze wynika z wciąż niedostatecznej skuteczności dostępnych metod leczenia. – Terapie, który znamy, często powodują poważne efekty uboczne, oddziaływjąc nie tylko na chore, ale i zdrowe tkanki. Niektóre komórki nowotworowe są na tyle „sprytne”, że niejako uodparniają się na dany lek, podobnie jak bakterie na antybiotyki – mówi dr inż. Kułaga.
Na pomysł sprawdzenia pochodnych tryptamin wzbogaconych układem 1,3,5-triazyny oraz 2-aminopirymidyny jako związków o potencjalnie antynowotworowym zastosowaniu naukowiec Politechniki Krakowskiej wpadł ... przypadkiem.
– W ramach doktoratu zajmowałem się syntezą1,3,5-triazyn, ale w badaniach ukierunkowanych na receptor 5-HT7 związany z chorobami centralnego układu nerwowego. W tym czasie pojawiły się pierwsze publikacje dotyczące jego powiązań z kancerogenezą. To była inspiracja, chciałem podążyć tym tropem – mówi dr inż. Damian Kułaga. W pierwszym etapie prac (w ramach programu „Lider” Narodowego Centrum Badań i Rozwoju) jego zespół skupił się na analizie możliwości zastosowania tryptamino-triazyn lub tryptamino-pirymidyn jako potencjalnych związków niszczących komórki nowotworowe raka piersi.
Reklama
Niezwykły związek chemiczny, który daje nadzieję na skuteczną walkę z nowotworem został odkryty w laboratoriach Politechniki Krakowskiej wśród ponad 200 zaprojektowanych i zsyntezowanych substancji, badanych początkowo pod kątem aktywności antynowotworowej w raku piersi. – Związek, któremu nadaliśmy nazwę DK-AT390HCI – co ciekawe – nie wykazywał jakiejś specjalnej aktywności na liniach komórkowych potrójnie negatywnego raka piersi. Ale poddanie go dalszym analizom – badaniom biologicznym prowadzonym we współpracy z Uniwersytetem Rolniczym w Krakowie – okazało się strzałem w dziesiątkę w poszukiwaniu leku na raka jelita grubego – mówi dr inż. Damian Kułaga.
Kilkanaście związków, zsyntezowanych na Politechnice, przebadała pod tym kątem dr Izabela Siemińska z Katedry Chorób Zakaźnych, Inwazyjnych i Ochrony Zdrowia Publicznego na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. Specjalizuje się m.in. w immunonkologii raka jelita grubego i analizowała zdolności nowych związków do zabijania komórek nowotworowych tego typu raka. I to właśnie DK-AT390HCl, okazał się najaktywniejszy – o wiele bardziej niż w przypadku działania na komórki raka piersi (TNBC).
– Na początku naszych badań pracowaliśmy na liniach komórkowych – zarówno nowotworowych, jak i zdrowych. Dzięki temu udało się wyselekcjonować ten jeden związek, który praktycznie nie uszkadzał zdrowych komórek, a jednocześnie bardzo silnie działał na komórki nowotworowe raka jelita. To - wraz z dodatkowymi badaniami - zasugerowało nam, że może on mieć dobrą selektywność i potencjał terapeutyczny – mówi dr wet. Izabela Siemińska.
Wspólne badania dr Kułagi i dr Siemińskiej wykazały, że jednym z mechanizmów działania związku DK-AT390HCl jest możliwość hamowania autofagii komórek nowotworowych. Autofagia (z gr. „samozjadanie”) to naturalny proces recyklingu, w którym komórki usuwają, a następnie rozkładają uszkodzone białka, organella i inne zbędne składniki, aby uzyskać energię oraz materiały do regeneracji i rozrostu. Autofagia komórek nowotworowych (szczególnie tych z mutacją KRAS lub BRAF) nasila się w niekorzystnych dla nich warunkach, np. podczas chemioterapii.
– Chcemy ten proces powstrzymać, żeby komórki nowotworowe nie miały jak się bronić – mówi dr inż. Damian Kułaga. Jak tłumaczy badacz Politechniki, działanie odkrytego związku można w dużym przybliżeniu porównać do przykładu klucza i zamka. – Zamkiem jest swoista kinaza lipidowa – czyli białko, kluczem natomiast jest cząsteczka DK-AT390HCl. Podobnie jak klucz pasuje do zamka, otwierając drzwi, tak w przypadku naszych badań DK-AT390HCl idealnie pasuje do kinazy i oddziałując z nią - poprzez blokadę - wyzwala wtórne procesy biologiczne w komórkach nowotworowych. Jednym z tych procesów jest właśnie autofagia, której aktywność jest silnie powiązana z działaniem tej kinazy.
Wyniki wspólnych prac naukowców PK i URK zaowocowały czterema patentami, opisującymi m.in. wstępną aktywność przeciwnowotworową związku DK-AT390HCl i jego pochodnych.
A to nie koniec! Potencjał odkrycia jest tak duży, że naukowcy planują już kolejne badania, bo ciekawych pytań do rozstrzygnięcia jest wciąż jest bardzo wiele.
