Radioaktywne przeciwciała biorą na celownik raka piersi

Izotopy promieniotwórcze wykorzystywane są zarówno w diagnostyce, jak i w leczeniu różnych nowotworów. Najbardziej rozpowszechnioną metodą jest łączenie radioaktywnego nuklidu z przeciwciałem monoklonalnym o działaniu skierowanym przeciwko określonym strukturom na powierzchni guza. Takie radioaktywne przeciwciało wstrzykiwane jest do krwi i tą drogą w krótkim czasie dociera do tkanki nowotworu. Promieniowanie wysyłane przez nuklid można rejestrować za pomocą kamery i wykorzystać w diagnostyce. Jeśli jest ono wystarczająco silne, może być jednocześnie zastosowane jako metoda niszczenia komórek nowotworowych.

Mniejsze niż przeciwciała

Naukowcy z Uniwersytetu w Uppsali, Królewskiej Politechniki KTH w Sztokholmie i przedsiębiorstwa Affibody dowodzą, że nowy rodzaj znaczników izotopowych może polepszyć diagnostykę obrazową i leczenie nowotworów. W badaniach laboratoryjnych naukowcy posłużyli się tzw. cząsteczkami affibody z przyłączonymi do nich izotopami promieniotwórczymi.
"Zaletą cząsteczek affibody jest to, że szybciej niż przeciwciała docierają do wnętrza guza. Szybciej też wydalane są z organizmu przez nerki. To bardzo istotna właściwość, gdyż w obrazowaniu medycznym nie chcemy narażać organizmu na długotrwałe promieniowanie" - mówi Jörgen Carlsson, profesor Wydziału Radiologii Biomedycznej na Uniwersytecie w Uppsali.
Cząsteczki affibody to proteiny, które w swojej funkcji przypominają przeciwciała. Zupełnie inne jest natomiast ich pochodzenie, gdyż izoluje się je ze zmodyfikowanych protein bakteryjnych. Podobnie jak przeciwciała, cząsteczki affibody posiadają różne modyfikowalne elementy i mogą każdorazowo tak być zaprogramowane, aby przyłączyć się do określonej struktury w organizmie.
Główną różnicą jest natomiast to, że cząsteczki affibody są około 25 razy mniejsze niż przeciwciała. Dzięki temu szybciej dostają się do tkanek i szybciej są rozprowadzane po organizmie. Kolejną ważną różnicą jest to, że cząsteczki affibody nie występują w naturze, lecz są produktem biotechnologii lub syntezy chemicznej.
Autorami pomysłu, który zaowocował stworzeniem cząsteczki affibody są profesorowie biotechnologii na KTH w Sztokholmie Mattias Uhlén i Per-Ake Nygren. Pierwotnym zamysłem było wykorzystanie cząsteczek affibody w różnych gałęziach biotechnologii, np. przy separacji białek.
Natomiast Jörgen Carlsson i jego współpracownicy, wraz z firmą Affibody, przetestowali możliwość zastosowania tych nowych cząsteczek do celów medycznych. Początkowo naukowcy z Uppsali chcieli znaleźć substancję, która mogłaby stać się znacznikiem radioaktywnym i która nadawałaby się do lokalizacji komórek wykazujących nadmierną ekspresję receptora HER2. "Potrzebowaliśmy cząsteczek mniejszych niż przeciwciała i naszą uwagę przyciągnęły cząsteczki affibody. Współpracując z naukowcami z KTH doszliśmy do wniosku, że jesteśmy w stanie stworzyć cząsteczki o wysokiej reaktywności i zdolności do tworzenia silnych wiązań z receptorem HER2" - mówi inż. Ann-Charlott Steffen, naukowiec z grupy profesora Jörgena Carlssona.
Przedstawiła ona ostatnio swoją pracę naukową, w której prezentuje wyniki badań nad obrazowaniem nowotworów. Przy użyciu gamma-kamery Ann-Charlott Steffen i jej współpracownicy wykazali, że cząsteczki affibody z przyłączonym radioaktywnym jodem sprawdzają się w obrazowaniu guzów o nadekspresji receptora HER2, które rozwijały się u myszy doświadczalnych. "Guz widać wyraźnie po sześciu-ośmiu godzinach. Radioaktywność w zasadzie nie miała wpływu na inne narządy poza nerkami. Otrzymaliśmy bardzo dobre zdjęcia, mimo że kamera jest właściwie dostosowana do zwierząt znacznie większych niż myszy" - relacjonuje Ann-Charlott Steffen.

Siła niszczącego działania

Naukowcy przeprowadzili również próby z użyciem radioaktywnych cząsteczek affibody jako metody zwalczania komórek nowotworowych z nadekspresją HER2. Jako źródła promieniowania użyto radioaktywnego izotopu astatu.
W badaniach laboratoryjnych radioaktywne cząsteczki wykazywały zdolność wiązania się z komórkami nowotworowymi i ich niszczenia. Natomiast w momencie, kiedy naukowcy przeszli do prób na zwierzętach, okazało się, że promieniowanie jest niewystarczające do zniszczenia komórek nowotworowych. Tym trudnościom można jednak zaradzić przez użycie innych izotopów promieniotwórczych.
Właścicielem patentu na cząsteczki affibody jest firma biotechnologiczna Affibody z siedzibą w Sztokholmie. Firma zajmuje się obecnie opracowywaniem koncepcji zastosowania cząsteczek affibody w terapii klinicznej do obrazowania raka piersi z nadekspresją HER2, pracuje także nad "uszlachetnioną wersją" cząsteczki o wyjątkowo silnej, jak na warunki biologiczne, zdolności do wiązania się z receptorem HER2. Firma ma nadzieję, że ta silnie reaktywna cząsteczka przyczyni się do poprawy obrazowania nowotworów, które są HER2-dodatnie. Oznaczałoby to ogromne ułatwienie w porównaniu z obecnie stosowanymi metodami, w których niezbędne są biopsje nowotworu pierwotnego. "Jesteśmy przekonani, że przez stosowanie radioaktywnie oznaczonych cząsteczek affibody i metody obrazowania za pomocą kamery SPECT lub PET można zdecydowanie polepszyć diagnostykę. Metoda ta po pierwsze umożliwia ustalenie, czy przerzuty również wykazują nadekspresję HER2, a po drugie zapewnia lepsze śledzenie przebiegu leczenia" - mówi Anders Wennborg, kierownik działu farmakologii w firmie Affibody.