Nový prístup v boji proti rakovine pečene: Nanočastice aktivované ultrazvukom ničia nádory a posilňujú imunitu

Prelomová nanotechnológia riadená ultrazvukom účinne eliminuje nádory pečene a zároveň učí imunitný systém, ako zabrániť ich návratu. Táto inovatívna metóda kombinuje deštrukciu nádorových buniek s aktiváciou protinádorovej imunity.

Hepatocelulárny karcinóm patrí medzi najťažšie liečiteľné typy rakoviny pečene, najmä kvôli slabej imunitnej odpovedi a vysokej miere recidívy. Indukcia feroptózy, formy bunkovej smrti závislej od železa, predstavuje nádejný prístup, no jej samostatná účinnosť je obmedzená. Nová stratégia posilňuje feroptózu kombináciou reaktívnych foriem kyslíka aktivovaných ultrazvukom s warfarínom, inhibítorom VKORC1L1, kľúčového enzýmu, ktorý pomáha bunkám neutralizovať oxidačné poškodenie.

Výskumníci syntetizovali pseudo-konjugovaný sonodynamický polymér (BSD) pomocou metódy katalyzovanej paládiom. Tento polymér bol kombinovaný s warfarínom a DSPE-PEG2000 za vzniku NP-BSD@WFR, nanočastice s biodegradovateľným jadrom a PEG obalom. Tento obal zvyšuje stabilitu a umožňuje pasívne zacielenie nádoru vďaka zlepšenému prieniku a retencii (EPR efekt).

Po vystavení ultrazvuku sa nanočastice rýchlo rozpadnú a uvoľnia reaktívne formy kyslíka a warfarín v mikroprostredí nádoru. Tento dvojaký účinok poškodzuje rakovinové bunky a narúša ich antioxidačnú obranu, čím sa rovnováha nakláňa smerom k feroptotickej bunkovej smrti. Testy na bunkových líniách hepatocelulárneho karcinómu (HUH-7, HepG2, H22) ukázali, že NP-BSD@WFR boli účinne absorbované a po aktivácii ultrazvukom produkovali značné množstvo reaktívnych foriem kyslíka. To viedlo k deplécii glutatiónu (GSH), downregulácii glutatión peroxidázy 4 (GPX4) a akumulácii peroxidov lipidov, čo sú kľúčové znaky feroptózy. V porovnaní s kontrolnou skupinou vykazovali bunky ošetrené NP-BSD@WFR a ultrazvukom významne vyššiu apoptózu a zníženú tvorbu kolónií. 3D modely nádorových sféroidov potvrdili túto zvýšenú cytotoxicitu.

Komentár redakcie: Táto štúdia demonštruje sľubný prístup k liečbe rakoviny pečene kombináciou sonodynamickej terapie s amplifikáciou feroptózy a imunitnou stimuláciou. Biodegradovateľný dizajn, cielená aktivácia a silná imunitná odozva robia z NP-BSD@WFR silného kandidáta na ďalší vývoj. Hoci sú výsledky povzbudivé, budú potrebné ďalšie štúdie na posúdenie dlhodobej bezpečnosti, optimalizáciu dávkovania a preskúmanie účinnosti pri iných typoch nádorov.

V myšacom modeli subkutánneho hepatocelulárneho karcinómu vykazovali NP-BSD@WFR silnú akumuláciu v nádore vďaka EPR efektu. Po systémovom podaní a aktivácii ultrazvukom dosiahla liečba 92 % inhibíciu nádoru počas 12 dní, bez významnej straty hmotnosti alebo viditeľnej toxicity pre orgány. Dôležité je, že terapia indukovala imunogénnu bunkovú smrť, o čom svedčí zvýšená maturácia dendritických buniek (DC), zvýšené hladiny infiltrácie CD8+ T buniek a zvýšená systémová aktivácia T buniek v slezinách a lymfatických uzlinách. Tieto zistenia naznačujú, že platforma nielen priamo útočí na nádorové bunky, ale aj pripravuje imunitný systém na rozpoznanie a útok na rakovinu.