Pavojingas pelėsis Aspergillus fumigatus leido pasiekti daug žadantį proveržį vėžio gydymo srityje. Mokslininkai išskyrė fumagiliną, junginį, kuris slopina naviko kraujagyslių formavimąsi. Šis grybo darinys selektyviai veikia vėžines ląsteles, susijungdamas su fermentu MetAP2, o sveikų audinių beveik neliečia. Klinikiniai tyrimai rodo ypatingą veiksmingumą prieš kasos ir kiaušidžių vėžį. Nepaisant reguliavimo sunkumų, mokslininkai tikisi, kad gydymas galėtų pasiekti pacientus per 5-7 metus. Mirtinas grybelis yra netikėčiausių medicinos sąjungininkų paradigmos pokytis.
Mirtinas grybelis, galintis išgelbėti gyvybę
Nors baimintasi, kad Aspergillus fumigatus sukelia mirtinas plaučių infekcijas pacientams, kurių imunitetas nusilpęs, jis tapo netikėtu sąjungininku onkologiniuose tyrimuose. Mokslininkai iš šio paplitusio pelėsio išskyrė junginį – fumagiliną, kuris pasižymi ypatingomis priešvėžinėmis savybėmis.
Laboratoriniai tyrimai atskleidė, kad fumagilinas slopina angiogenezę– kraujagyslių, maitinančių vėžines ląsteles, formavimąsi – ir veiksmingai slopina auglius. Kornelio universiteto mokslininkai sukūrė modifikuotą jo versiją, kuri pasižymi mažesniu toksiškumu ir išlaiko terapinį veiksmingumą.
„Tai yra paradigminis pokytis mūsų požiūriu į patogeninius organizmus”, – aiškina pagrindinė tyrėja daktarė Mei Zhang. „Mirtiniausi gamtos organizmai dažnai turi galingų junginių, kuriuos galime panaudoti gydymui.”
Molekuliniai mechanizmai: Kaip grybelių baltymai veikia vėžines ląsteles
Keli pagrindiniai fumagilino baltymai veikia sudėtingais biocheminiais keliais, kad sutrikdytų vėžinių ląstelių išgyvenimą. Tyrimai atskleidė, kad šie grybų junginiai selektyviai jungiasi su metionino aminopeptidaze-2 (MetAP2) – fermentu, kuris yra labai svarbus naviko angiogenezei.
Šis prisijungimo mechanizmas neleidžia formuotis naujoms kraujagyslėms, kurios navikams reikalingos augimui ir metastazėms. Be to, iš fumagilino gautos molekulės sukelia piktybinių ląstelių apoptozę, o sveiki audiniai lieka sveiki.
Mokslininkai nustatė unikalią „užrakto ir rakto” sąveiką, kai grybų baltymai atpažįsta specifinius paviršiaus žymenis, esančius daugiausia ant vėžinių ląstelių, taip paaiškindami tikslinį gydomąjį poveikį, kuris sukėlė entuziazmą tarp onkologų, kuriančių naujos kartos gydymą.
Nuo laboratorinių atradimų iki klinikinių taikymų
Nuo laboratorinių atradimų iki klinikinių programų
Po atradimo laboratorijoje mokslininkai per pastarąjį dešimtmetį sėkmingai pritaikė fumagilino kovos su vėžiu savybes įvairioms klinikinėms reikmėms.
Nuo laboratorijos iki klinikos buvo pereita per griežtus bandymų etapus. Pirmieji bandymai su gyvūnais parodė, kad, palyginti su tradicine chemoterapija, gerokai sumažėja navikų, o šalutinis poveikis yra minimalus. Vėliau, atlikus I fazės bandymus su žmonėmis, nustatytas įvairių dozių saugumas, o II fazės tyrimai parodė ypatingą veiksmingumą prieš kasos ir kiaušidžių vėžį.
Mokslininkai sukūrė tris pristatymo metodus: tiesioginę injekciją į navikus, tikslinį nanodalelių inkapsuliavimą ir kombinuotą terapiją su esamais gydymo būdais. Šie metodai išplėtė gydymo galimybes pacientams, kurių gydymo alternatyvos anksčiau buvo ribotos, ir suteikė vilties nepakankamai aptarnaujamoms vėžio populiacijoms.
Pavojingo organizmo panaudojimo medicinoje iššūkiai
Aspergillus fumigatus transformacija iš mirtinai pavojingo patogeno į vaistą kelia didelių mokslinių ir saugos iššūkių. Mokslininkai turi išskirti grybo gydomuosius junginius ir kartu neutralizuoti jo infekcines savybes, todėl reikalingi sudėtingi izoliavimo protokolai ir genetinio modifikavimo metodai.
Kūrimą dar labiau apsunkina reguliavimo kliūtys, nes valdžios institucijos, prieš patvirtindamos gydymo būdus, gautus iš žinomų patogenų, reikalauja atlikti griežtus saugumo bandymus. Be to, gamybos procesai turi užtikrinti visišką toksiškų šalutinių produktų pašalinimą, kartu išsaugant priešvėžines savybes.
Nepaisant šių kliūčių, mokslininkai nepraranda optimizmo. Naujausi genomo redagavimo ir biologinio apdorojimo technologijų laimėjimai paspartino pažangą, todėl šis pavojingas grybelis gali tapti galingu sąjungininku gydant vėžį.
Ateities tyrimų kryptys ir gydymo galimybės
Remdamiesi šia technologine pažanga, mokslininkai parengė ambicingą ateinančio dešimtmečio Aspergillus fumigatus išvestinių vėžio gydymo būdų darbotvarkę.
Planuojama, kad klinikiniai tyrimai, skirti atspariems navikams, prasidės 2024 m. Iš pradžių tyrėjai orientuosis į metastazinę melanomą ir kasos vėžį. Farmacijos bendrovės tiria kombinuotuosius gydymo būdus, kai grybų junginiai derinami su imunoterapija, siekiant padidinti veiksmingumą ir sumažinti šalutinį poveikį.
Be to, bioinžinerijos pastangomis siekiama sukurti sintetines šių grybų molekulių versijas, kurios išlaikytų gydomąsias savybes ir nekeltų toksiškumo pavojaus. Jei tai pavyks, šie gydymo būdai galėtų pasiekti pacientus per 5-7 metus, o tai galėtų pakeisti vėžio, kurio gydymo galimybės šiuo metu yra ribotos, gydymo rezultatus.
