Nowotwór już nie taki groźny? Pomóc może wynalazek medyków z Wrocławia

Jednym z zastosowań generatora może być przełamanie oporności lekowej w komórkach nowotworowych, co przekłada się na skuteczniejsze ich niszczenie.

„Nasz generator pozwoli na badanie nowych zjawisk w dziedzinie elektroporacji w wielu parametrach. Jego unikatowość polega właśnie na możliwości takich badań przy większej liczbie zmiennych niż dotychczas. Przede wszystkim chodzi o długość i kształt impulsów elektrycznych, częstotliwość oraz ich przemienność. Nasze urządzenie pozwala wykorzystywać szerokie ich spektrum: od pojedynczych nanosekund do pojedynczych mikrosekund, również w zakresie częstotliwości megahercowych” - mówi prof. Julita Kulbacka, kierująca projektem ze strony Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu.

Pomysł podjęcia tego tematu wynika z wcześniejszych wieloletnich zainteresowań badawczych naukowców Katedry i Zakładu Biologii Molekularnej i Komórkowej UMW. "Jest kontynuacją doświadczeń związanych z elektroporacją, która przyniosła nowe możliwości m.in. leczenia chorób onkologicznych opornych na farmakoterapię. Niszczyć komórki nowotworowe bez leków, a jedynie samym impulsem elektrycznym? Nie jest to takie proste, ale kierunek jest obiecujący” - napisano w komunikacie.

Elektroporacja jest techniką powszechnie stosowaną w medycynie, biologii, a także przetwórstwie żywności, głównie do utrwalania świeżości produktów bez utraty ich właściwości odżywczych. "Jej początki sięgają lat 60. i wiążą się z odkryciami niemieckiego matematyka i biochemika prof. Eberharda Neumanna, który jako pierwszy zastosował pole elektryczne do transfekcji genów. Od lat 90. intensywnie rozwija ten kierunek w kontekście genoterapii i terapii przeciwnowotworowych” - powiedziała prof. Kulbacka.

Udowodniono m.in. potencjał techniki nanosekundowego impulsowego pola elektrycznego (nsPEF) w terapii czerniaka i nowotworów przewodu pokarmowego. Jest to metoda „czysto elektryczna”, która przy większych natężeniach pola elektrycznego nie wymaga stosowania dodatkowych leków. 

Elektroporacja, zwłaszcza ta wykorzystująca dłuższe unipolarne impulsy (mikro-, milisekundowe), znajduje od dawna zastosowanie kliniczne jako elektrochemioterapia. Wykorzystuje się ją np. w tych nowotworach, które mają charakter nieoperacyjny i na które nie działają standardowe protokoły chemioterapii. Przykładem jest rak trzustki, który pozostaje ogromnym wyzwaniem da klinicystów, bo często jest nieoperacyjny ze względu na położenie anatomiczne i równoczesną oporność lekową.

Generator, opracowany przez wrocławskich i litewskich naukowców, ma szerokie możliwości w stosowaniu rożnego rodzaju impulsów, łącznie z impulsami asymetrycznymi. „Mechanizmy wywołane AnsPEF nie zostały wcześniej zbadane. Naszym celem jest poznanie mechanizmów działania metody AnsPEF na modelu komórek nowotworowych. Do tej pory nie było kompleksowej wiedzy na temat skuteczności impulsów asymetrycznych. Rezultatem naszego projektu jest nowatorska platforma do elektroporacji, umożliwiająca generowanie asymetrycznych impulsów nanosekundowych w celu poprawy transportu cząsteczek leków i genów do komórek. Pozyskaliśmy dane systemowe dotyczące nowych protokołów elektroporacji, w tym porównanie z konwencjonalnymi uni- i bipolarnymi impulsami nanosekundowymi oraz procedurami ESOPE” - dodaje prof. Kulbacka.

Zespół opracował także zalecenia dotyczące przyszłych badań na podstawie wyników i zjawisk wykrytych w nowym zakresie elektroporacji wieloparametrycznej. „Projekt zakładał badania in vitro i te mamy już za sobą. W najbliższej przyszłości planujemy kontynuację tematu i badania na modelu in vivo, ale to już w ramach kolejnych projektów” - powiedziała badaczka.

Projekt „Manipulacja oporności lekowej w komórkach nowotworowych poprzez nanosekundowe, asymetryczne sekwencje impulsów” został dofinansowany przez Narodowe Centrum Nauki kwotą ponad 1 mln zł. W polskiej części trwał trzy lata i zakończy się w czerwcu br.