Kanser Hücrelerini Hedefleyen Nanopartiküller

Modern antikanser tedavileri sağlıklı dokuları korurken tümör hücrelerine saldırmayı amaçlamaktadır. Disiplinlerarası araştırma ekibi olan Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf'ta (HZDR) ve FU Berlin bu alanda önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Bu ekipteki bilim insanları, özellikle kanser hücrelerini hedeflemek için tasarlanmış küçük nanopartiküller ürettiler. Bu nanopartiküller doğrudan tümör hücrelerine gidebilir ve gelişmiş görüntüleme tekniklerini kullanarak bunları görselleştirebilirler. Bilim insanları ayrıca hem petri kaplarında hem de hayvan modellerinde nanapartikülleri kanser hücrelerine etkili bir şekilde yönlendirebildiler ve bir sonraki adımlarının ise yeni tekniği terapötik yaklaşımlarla birleştirmek olduğunu belirttiler.

HZDR araştırmacılar, taşıyıcı molekül olarak görev yapan dendritik poligliserol denilen küçük, biyouyumlu nanoparçacıklardan başlar. HZDR Radyofarmasötik Kanser Araştırma Enstitüsü araştırma görevlisi Dr. Kristof Zarschler yaptığı açıklamada bu parçacıkları değiştirebildiklerini ve çeşitli fonksiyonları ortaya koyabildiklerini belirtmiştir. Örneğin, özellikle kanser hücrelerine bağlanan bir partiküle antikor fragmanı ekleyebilirler. Bu antikor fragmanı, nanoparçacığı tümöre yönlendiren hedefleme parçalarıdır.

Modifiye edilmiş nanopartiküllerin hedefi, EGFR (epidermal büyüme faktörü reseptörü) olarak bilinen bir antijendir. Meme kanseri veya baş ve boyun tümörleri gibi belirli kanser türlerinde bu protein, hücrelerin yüzeyinde aşırı eksprese edilir. HZDR'deki Nanoskalik Sistemler Grubu lideri Dr. Holger Stephan, tasarladıkları nanoparçacıkların bu reseptörler aracılığıyla kanser hücreleriyle etkileşime girebildiğini gösterebildiklerini ve spesifik olmayan bir antikor ile modifiye edilmiş benzer nanoparçacıklarla yapılan kontrol testlerinde, tümör hücrelerinde önemli ölçüde daha az nanoparçacık biriktiğini gözlemlediklerini belirtmiştir.

Nanoparçacıkların Vücuttan Atılma Yolları

Bilim insanları nanoparçacıkların davranışlarını hem hücre kültürlerinde hem de bir hayvan modelinde yoğun bir şekilde incelemişlerdir. Bu amaçla, nanoparçacıklara ek raportör özellikleri sağlamışlardır. Kristof Zarschler iki tamamlayıcı olasılık kullandıklarını ve antikorlara ek olarak, nanopartiküllere boya molekülleri ve radyonüklitler eklediklerini açıkladı. Ayrıca boya molekülünün, dokuya nüfuz eden ve uygun bir mikroskop ile görüntülenebilen yakın kızılötesi spektrum yaydığını ve böylece boyanın nanoparçacıkların tam olarak nerede bulunduğunu gösterdiğini sözlerine ekledi. Radyonüklid, bakır-64 de benzer bir amacı yerine getirmektedir. Bir PET (pozitron emisyon tomografisi) tarayıcı tarafından tespit edilen radyasyon yayar ve daha sonra sinyaller, nanoparçacıkların organizmadaki dağılımını görselleştiren üç boyutlu bir görüntüye dönüştürebilmektedir. Araştırmacılar bu görüntüleme tekniklerini kullanarak, tümör dokusunda nanoparçacık birikiminin farelere uygulandıktan sonra maksimum iki güne ulaştığını gösterdiler. Daha sonra etiketli nanoparçacıklar vücut için bir yük olmadan böbrekler yoluyla elimine edilir. Holger Stephan etiketli nanoparçacıkların görünüşe göre özellikler ve boyut açısından ideal olduğunu ve daha küçük parçacıkların sadece birkaç saat içinde kandan süzüldüğünü bu nedenle etkinsinin kısa sürdüğünü belirtti. Öte yandan parçacıklar çok büyükse dalak, karaciğer veya akciğerlerde birikir vücut ise bunu böbrek ve mesane yolu ile elimine eder. Ayrıca Stephan, tam olarak üç nanometre büyüklüğüne sahip nanoparçacıklar ve bağlı antikor fragmanları arasındaki etkileşimin, antikorun organizmada dağılımı ve tutulması ile atılım profili üzerinde olumlu bir etkisi olduğunu sözlerine eklemiştir.

Gelecekteki deneylerde, HZDR araştırmacıları sistemlerini diğer bileşenleri taşımak için değiştirip değiştiremeyeceklerini test etmek istiyorlar. Bu nanoparçacıkları alıp onları aktif bir maddeyle işlevselleştirip daha sonra tümöre ilaç gönderebilmek şeklinde planları açıklamıştır Kristof Zarschler. Ayrıca bunun, tümör hücrelerini yok eden terapötik bir radyonüklid olabileceğini belirtmiştir. Farklı kanser türlerini hedeflemek için EGFR dışındaki proteinlere özgü antikor fragmanlarının eklenmesi de mümkündür.