Brazylijscy badacze odkryli cząsteczkę w jadzie skorpiona amazońskiego Brotheas amazonicus, która wykazuje obiecujące działanie przeciwnowotworowe przeciwko komórkom raka piersi. Wyniki zaprezentowane podczas FAPESP Week France wskazują, że cząsteczka naśladuje działanie znanych leków stosowanych w chemioterapii, takich jak paklitaksel, powodując śmierć komórek poprzez martwicę. Nie jest to jednorazowe odkrycie, ale część szerszego trendu w badaniach biologicznych i opracowywaniu leków na bazie jadu.
Dlaczego to ma znaczenie: Od dziesięcioleci naukowcy wiedzą, że trucizny zawierają złożone związki biochemiczne o ukierunkowanym działaniu. Teraz, dzięki postępom w inżynierii genetycznej, badacze mogą izolować, reprodukować i udoskonalać te związki do celów terapeutycznych, omijając ograniczenia związane z koniecznością ekstrakcji ich z żywych zwierząt. Podejście to staje się coraz bardziej wydajne i skalowalne.
Od kleju biologicznego do leku na raka: moc składników trucizny
Uniwersytet w São Paulo (FAPESP) i instytucje partnerskie (INPA, UEA, UNESP) od wielu lat systematycznie klonują i wyrażają bioaktywne cząsteczki z jadów. Ich opatentowany uszczelniacz fibrynowy, pochodzący z jadu węża, znajduje się już w fazie 3 badań klinicznych w zakresie naprawy nerwów, gojenia kości i leczenia urazów rdzenia kręgowego. Ten „klej biologiczny” demonstruje żywotność biofarmaceutyków na bazie trucizn.
Naukowcy optymalizują obecnie te procesy, wykorzystując ekspresję genetyczną w drożdżach Pichia pastoris. Umożliwia to masową produkcję kluczowych enzymów (np. choliny-1 z grzechotników) i czynników wzrostu (CdtVEGF) przy zwiększonej skalowalności przemysłowej. Podobnie neurotoksyny immunosupresyjne ze skorpionów i cząsteczka przeciwnowotworowa BamazScplp1 są celem ekspresji heterologicznej, co oznacza, że można je wytwarzać w dużych ilościach bez konieczności korzystania z żywych zwierząt.
Narodziny teranostyki: połączenie diagnostyki i leczenia celowanego
Oprócz związków pochodzących z jadu, równoległe podejście nabiera tempa: teranostyka. Naukowcy z Brazylijskiego Centrum Innowacji w Teranostyce Raka (CancerThera) przyłączają radioizotopy do cząsteczek ukierunkowanych na nowotwory. Dzięki temu w jednym etapie można przeprowadzić obrazowanie i miejscową radioterapię.
Zasada jest prosta: identyfikuj cząsteczki gromadzące się w określonych komórkach nowotworowych, oznacz je radioizotopami, a następnie użyj obrazowania, aby potwierdzić stężenia przed podaniem docelowej dawki promieniowania. Technika ta jest udoskonalana w przypadku nowotworów hematologicznych (np. szpiczaka mnogiego), nowotworów głowy i szyi, a nawet nowotworów opornych na konwencjonalne metody leczenia (np. radioaktywny jod w przypadku raka tarczycy).
Immunoterapia i precyzyjna diagnostyka z wykorzystaniem sztucznej inteligencji: przyszłość leczenia raka
Wreszcie w Instytucie Nauk Biomedycznych Uniwersytetu w São Paulo opracowywana jest spersonalizowana strategia immunoterapii. Naukowcy łączą komórki dendrytyczne (od zdrowych dawców) z komórkami nowotworowymi pacjentów, aby stworzyć szczepionkę, która wywołuje silną odpowiedź immunologiczną przeciwko nowotworowi. Wczesne badania dotyczące czerniaka, raka nerki i glejaka wielopostaciowego dają obiecujące wyniki.
Tymczasem we Francji sztuczną inteligencję wykorzystuje się do poprawy przewidywań MRI w przypadku raka mózgu. Naukowcy z IUCT-Oncopole wykorzystują algorytmy sztucznej inteligencji stosowane w przemyśle lotniczym do analizowania obrazów nowotworów i przewidywania wyników leczenia na podstawie stanu metylacji DNA. Model osiąga dokładność na poziomie 80-90%, przewyższając dotychczasowe metody.
Wniosek: Połączenie związków pochodzących z jadu, teranostyki, spersonalizowanej immunoterapii i diagnostyki wspomaganej sztuczną inteligencją sygnalizuje zwrot w kierunku precyzyjnej terapii nowotworów. Postępy te nie są odosobnionymi odkryciami, ale raczej wzajemnie powiązanym rozwojem napędzanym badaniami biologicznymi, inżynierią genetyczną i rosnącym uznaniem, że najsilniejsze toksyny występujące w naturze można wykorzystać do celów terapeutycznych.
