Hydrożel na glejaka. Mniej skutków ubocznych, efektywniejsze leczenie

Potencjalnie pozwala ona zwiększyć efektywność leczenia i poprawić komfort życia pacjentów. Standardowa chemioterapia z wykorzystaniem TZM powoduje bowiem poważne skutki uboczne, wpływając negatywnie na komfort życia pacjentów. Wynika to stąd, iż silnie toksyczny lek podawany jest doustnie lub rzadziej dożylnie, działa ogólnoustrojowo, czyli na cały organizm, a nie tylko na komórki nowotworowe.

Podanie za pomocą innowacyjnych platform biopolimerowych

Opracowana metoda polega na miejscowym podawaniu TMZ za pomocą innowacyjnych platform biopolimerowych na dwa sposoby - bezpośrednio do mózgu podczas operacji resekcji guza, jak również w aerozolu poprzez jamę nosową chorego.

Jak informuje UJ, ze względu na swoje właściwości nośniki biopolimerowe spełniają kluczowe wymagania dla terapii onkologicznej:

• uwalniają lek stopniowo w wydłużonym okresie i tylko w tym miejscu, gdzie jest on potrzebny, co powoduje, że silnie toksyczny terapeutyk działa z maksymalną efektywnością przy zminimalizowanych skutkach ubocznych;

• pozwalają ominąć barierę krew-mózg (barierę biochemiczną oddzielającą krwiobieg organizmu od tkanki nerwowej), która stanowi jedno z głównych wyzwań w obecnie prowadzonych chemioterapiach ośrodkowego układu nerwowego;

• ich skład chemiczny jest w pełni biokompatybilny (biozgodny) z organizmem pacjenta, przy czym komponenty nośnika mają pozytywne właściwości mogące dodatkowo wspierać leczenie;

• po podaniu do organizmu nośnik leku nie wykazuje negatywnego oddziaływania na zdrowe komórki tkanek.

Naukowcy szukali wsparcia w leczeniu glejaka

Opracowane nośniki TMZ są wynikiem kilkuletniej współpracy interdyscyplinarnego zespołu naukowców z UJ pod medycznym kierunkiem dr n. med. Eweliny Grzywny z Kliniki Neurochirurgii i Neurotraumatologii Szpitala Uniwersyteckiego w Krakowie.

Siłą napędową prac badawczych była potrzeba opracowania rozwiązania, które potencjalnie może stać się wsparciem w terapii glejaka. Standardowa chemioterapia z wykorzystaniem TZM powoduje poważne skutki uboczne, wpływając negatywnie na komfort życia pacjentów. Wynika to stąd, iż silnie toksyczny lek podawany jest doustnie lub rzadziej dożylnie, działa ogólnoustrojowo, czyli na cały organizm, a nie tylko na komórki nowotworowe.

Rokowanie w glejakach. Prof. Ładziński: nawet wdrożenie pełnego protokołu nie gwarantuje sukcesu

Obiecujące wyniki

- Zależało nam na opracowaniu sposobu podawania TMZ bezpośrednio do mózgu zajętego przez nowotwór, tak by pominąć krążenie ogólnoustrojowe pacjentów. Jeśli uda się spełnić ten warunek, działanie TMZ będzie maksymalnie efektywne, a skutki uboczne jego użycia minimalne. Przez kilka lat pracowaliśmy nad uniwersalnymi systemami biopolimerowymi, które w przyszłości mogą być powszechnie wykorzystane przez środowisko medyczne jako nośnik leków. Na obecnym etapie badań mogę powiedzieć, że mamy obiecujące wyniki - mówi dr Ewelina Grzywna.

Opracowane na UJ kompozycje pozwalają podawać TMZ nie tylko w trakcie operacji usuwania guza (bezpośrednio, jako substancja wyścielająca miejsce po usuniętym guzie), ale także przez jamę nosową w postaci aerozolu z użyciem atomizera.

- Donosowa metoda podania TMZ jest małoinwazyjna. W tym przypadku lek, który powoli jest uwalniany z preparatu żelowego, przedostaje się do mózgu poprzez znajdujące się w jamie nosowej zakończenia nerwowe nerwów węchowego i trójdzielnego, nie przenikając w znacznych ilościach do krwiobiegu chorej osoby. Opracowany przez nas nośnik ma właściwości mukoadhezyjne, co oznacza, iż ulega on wolniejszej migracji z nosa do gardła wraz ze śluzem i przylega do śluzówki, przez co może dłużej działać - wyjaśnia dr hab. Joanna Lewandowska-Łańcucka, prof. UJ z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Hydrożel z żelatyny, chitozanu i kwasu hialuronowego

Opracowana technologia to specjalny hydrożel uzyskiwany z połączenia metakrylowanych biopolimerów: żelatyny, chitozanu oraz kwasu hialuronowego. Są one sieciowane światłem UV w obecności fotoinicjatora. Opracowany tą metodą system może zawierać wbudowany w jego strukturę TMZ zarówno w formie wolnej, jak i zmodyfikowanej.

Podany do organizmu preparat ulega powolnej biodegradacji, a zawarty w nim lek jest stopniowo uwalniany. Daje to istotne korzyści w porównaniu do ogólnoustrojowego podawania zwiększonych dawek TMZ. Toksyczny lek działa przede wszystkim w miejscu jego podania, a nie ogólnoustrojowo i dodatkowo okres jego działania ulega wydłużeniu.

Co więcej, użyte do zbudowania nośników komponenty, czyli chitozan i kwas hialuronowy, korzystnie oddziałują na organizm człowieka. Chitozan wykazuje działania przeciwzapalne, przeciwbakteryjne i przeciwkrwotoczne, a kwas hialuronowy jako żelowa matryca międzykomórkowa wspomaga gojenie ran i również wykazuje działanie przeciwzapalne.

Projekt zaowocował zgłoszeniem kilku patentów

Opracowane na UJ biopolimerowe nośniki TMZ oraz metody jego podawania są przedmiotem kilku zgłoszeń patentowych. Centrum Transferu Technologii UJ (CITTRU), które odpowiada za komercjalizację opracowanych rozwiązań, obecnie nawiązuje relacje z partnerami z branży biomedycznej i farmaceutycznej, z którymi będzie możliwe przeprowadzenie dalszych badań.

Dotychczas zespół przeprowadził szereg badań niezbędnych do tego, by opracowaną technologię wprowadzić do praktyki medycznej. Naukowcy wykazali w badaniach in vitro, że nowy nośnik uwalnia lek stopniowo i w sposób kontrolowany, co powoduje, że terapeutyk działa w dłuższym okresie, a to zwiększa jego skuteczność. Poza tym opracowana kompozycja do śródoperacyjnego podawania TMZ ma odpowiednio niskie parametry pęcznienia, co jest kluczowe w zastosowaniu miejscowym - preparat nie powoduje ucisku na tkankę (tzw. efektu masy) i powstawania miejscowego nadciśnienia.

- Nasze badania wykazały, że TMZ, który jest stopniowo uwalniany z nośnika, w warunkach laboratoryjnych działa na komórki nowotworowe glejaka hamując ich podział na poziomie 90 proc. Poza tym opracowana przez nas kompozycja pomyślnie przeszła badania biokompatybilności w warunkach in vitro/ex vivo. Wiemy, że nośnik leku nie jest szkodliwy dla zdrowych komórek organizmu - mówi dr Alicja Hinz z Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Polecamy także: Przymusowa hospitalizacja pacjenta z zaburzeniami psychicznymi – co zmieni nowa ustawa?