💡 WAŻNE!

Polscy naukowcy prowadzą badania nad otrzymywaniem nowych hydrożelowych nanosystemów do zastosowań w terapii celowanej raka jelita grubego. Choroba odpowiada za blisko 940 tys. zgonów rocznie na świecie, a pięcioletnia przeżywalność w przypadku przerzutów spada poniżej 17%. Projekt naukowy wykorzystuje m.in. chitozan – naturalny polimer, który w dotychczasowych badaniach zwiększał wychwyt leku przez komórki nowotworowe nawet 1,5-3-krotnie. Celem jest opracowanie nanonośników zdolnych do kontrolowanego uwalniania leków w kwaśnym mikrośrodowisku guza, co może ograniczyć toksyczność ogólnoustrojową.

Rak jelita grubego – trzeci najczęstszy nowotwór na świecie

Rak jelita grubego to jedno z największych wyzwań współczesnej onkologii. Na całym świecie rozpoznaje się około 1,93 miliona nowych przypadków rocznie, a choroba odpowiada za blisko 940 tysięcy zgonów każdego roku. W Stanach Zjednoczonych jest to drugi najczęstszy nowotwór prowadzący do śmierci – w 2026 roku szacuje się tam 158 850 nowych zachorowań i ponad 55 tysięcy zgonów.^[1][2]

W Polsce sytuacja jest równie poważna. W 2022 roku na raka jelita grubego zachorowało aż 18,8 tysiąca osób – to oznacza, że chorobę rozpoznano u jednej na dwa tysiące osób w kraju. U mężczyzn jest to trzeci najczęstszy nowotwór (po raku prostaty i płuca), a u kobiet – drugi, ustępujący jedynie rakowi piersi. Nowotwory jelita grubego odpowiadają w Polsce za około 12,5% wszystkich zgonów onkologicznych – w 2022 roku zmarło z ich powodu prawie 12 tysięcy osób.^[3]

Choć ogólna pięcioletnia przeżywalność wynosi około 64-65%, to w przypadku choroby przerzutowej (czyli takiej, w której nowotwór rozprzestrzenił się na inne organy) spada dramatycznie – poniżej 15-17%. Wątroba jest najczęstszym miejscem przerzutów – około połowa pacjentów z rakiem jelita grubego rozwinie przerzuty do tego narządu. Mediana przeżycia w przypadku choroby przerzutowej wynosi zaledwie około dwóch lat.^[1][2][4][5]

Terapie celowane – nadzieja z ograniczeniami

Standardowe leczenie raka jelita grubego obejmuje chirurgię, chemioterapię, radioterapię i coraz częściej – terapie celowane oraz immunoterapię. Terapie celowane to leki zaprojektowane tak, by atakować konkretne białka lub mutacje genetyczne w komórkach nowotworowych, oszczędzając przy tym zdrowe tkanki. Przykładem jest enkorafenib (Braftovi), lek wymierzony w zmutowane białko BRAF, stosowany w połączeniu z cetuksymabem u pacjentów z przerzutowym rakiem jelita grubego. Innym przełomem było zatwierdzenie adagrasibu (Krazati) – pierwszego leku celującego w mutację KRAS-G12C, występującą u około 4% pacjentów z rakiem jelita grubego.^[6][7]

Najnowsza meta-analiza obejmująca 4633 pacjentów wykazała, że schematy łączące leki anty-EGFR i anty-BRAF z chemioterapią osiągają najwyższy odsetek odpowiedzi – aż 67% w pierwszej linii leczenia. Jednak sama chemioterapia wypadała gorzej we wszystkich kluczowych punktach końcowych, zarówno w pierwszej, jak i kolejnych liniach leczenia. Problemem pozostaje też toksyczność – poważne działania niepożądane (stopnia 3. i wyższego) dotyczą nawet 40-49% pacjentów w zależności od schematu.^[8]

Istotną barierą jest również mikrośrodowisko guza (ang. tumor microenvironment, TME) – złożony ekosystem komórek, naczyń krwionośnych i białek otaczających nowotwór. W jego obrębie kolagen – główny składnik strukturalny macierzy zewnątrzkomórkowej – tworzy gęstą sieć, która fizycznie blokuje przenikanie leków do wnętrza guza. Prowadzi to do nierównomiernego rozkładu leku i stężeń zbyt niskich, by skutecznie niszczyć komórki nowotworowe.^[9]

Nanotechnologia i hydrożele – nowe narzędzia w walce z rakiem

Odpowiedzią na te ograniczenia mogą być nanosystemy dostarczania leków. Nanonośniki – cząstki o rozmiarach mierzonych w nanometrach – potrafią gromadzić się w tkance nowotworowej dzięki tzw. efektowi EPR (zwiększonej przepuszczalności i retencji naczyń guza). Mogą też być wyposażone w specjalne “znaczniki” na powierzchni, które kierują je precyzyjnie do komórek nowotworowych.^[9]

Jednym z obiecujących materiałów jest chitozan – naturalny polimer pozyskiwany z pancerzyków skorupiaków. Przegląd 25 badań wykazał, że systemy oparte na chitozanie zapewniają kontrolowane uwalnianie leku w odpowiedzi na pH (kwaśne środowisko guza), zwiększają cytotoksyczność wobec komórek nowotworowych w porównaniu z wolnymi lekami i zmniejszają toksyczność ogólnoustrojową. Modyfikacja nanonośników kwasem foliowym lub kwasem hialuronowym zwiększała wychwyt komórkowy nawet 1,5-3-krotnie w komórkach raka jelita grubego.^[10]

Szczególnie interesujące jest połączenie nanonośników z hydrożelami – miękkimi, żelopodobnymi materiałami zdolnymi do wstrzykiwania bezpośrednio w miejsce guza. Nanonośniki pochodzenia komórkowego, choć biokompatybilne i zdolne do celowania w nowotwór, mają poważną wadę: są szybko usuwane z krwiobiegu i krótko utrzymują się w miejscu docelowym. Umieszczenie ich w matrycy hydrożelowej rozwiązuje ten problem – hydrożel chroni aktywność biologiczną nanonośników, podnosi ich lokalne stężenie i umożliwia kontrolowane uwalnianie ładunku terapeutycznego.^[11]

Polski projekt – hydrożelowe nanosystemy z Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego

Właśnie na styku nanotechnologii i biomateriałów pracuje zespół z Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego pod kierownictwem dr inż. Urszuli Piotrowskiej. Projekt “Badania nad otrzymywaniem nowych, hydrożelowych nanosystemów do zastosowań w terapii celowanej nowotworów jelita grubego”, finansowany przez Narodowe Centrum Nauki kwotą blisko 882 tysięcy złotych, realizowany jest od 2023 roku.^[12]

Celem projektu jest stworzenie zupełnie nowych, hybrydowych biomateriałów – kompozytów polimerowo-hydrożelowych przeznaczonych do podwójnie celowanej terapii przerzutowego raka jelita grubego. Koncepcja “podwójnego celowania” oznacza, że system atakuje nowotwór na dwóch poziomach jednocześnie. Po pierwsze, polimerowe nanonośniki zawierające substancje aktywne stosowane w leczeniu raka jelita grubego zostają pokryte kwasem foliowym i jego analogami – cząsteczkami rozpoznawanymi przez receptory na powierzchni komórek nowotworowych. Po drugie, te nanonośniki są osadzone w matrycy hydrożelowej zbudowanej z kationowych peptydów (krótkich łańcuchów aminokwasów) o własnym działaniu przeciwnowotworowym.^[12]

Kluczową innowacją jest sposób tworzenia hydrożelu. Peptydy użyte w projekcie zawierają aminokwasy hydrofobowe i noszą ładunek dodatni, co pozwala im na samoorganizację w przestrzeni – spontaniczne układanie się w uporządkowane struktury żelowe bez potrzeby stosowania toksycznych odczynników chemicznych. Skuteczność przeciwnowotworowa i efekt synergistyczny (wzajemne wzmacnianie działania peptydów i leków) będą oceniane najpierw w badaniach in vitro (na hodowlach komórkowych), a następnie w badaniach in vivo na mysim modelu heteroprzeszczepu raka jelita grubego dla najbardziej obiecujących kompozytów.^[12]

Dlaczego to ważne?

Projekt warszawskiego zespołu wpisuje się w jeden z najważniejszych nurtów współczesnej onkologii – dążenie do precyzyjnego dostarczania leków bezpośrednio do guza, przy jednoczesnym ograniczeniu szkodliwego wpływu na zdrowe tkanki. Łącząc przeciwnowotworowe peptydy z celowanymi nanonośnikami w jednym systemie hydrożelowym, naukowcy z WUM proponują rozwiązanie, które może przezwyciężyć kluczowe bariery obecnych terapii: niedostateczną penetrację leku do guza, szybkie usuwanie nanocząstek z organizmu i wysoką toksyczność ogólnoustrojową. Choć droga od laboratorium do kliniki jest długa, tego typu innowacyjne biomateriały mogą w przyszłości realnie zmienić rokowania pacjentów z przerzutowym rakiem jelita grubego – chorobą, w której każdy postęp terapeutyczny ma ogromne znaczenie.