Изследователи от Университета на Окаяма в Япония представиха иновативен подход за борба с раковите клетки, използвайки светлина за повишаване на тяхната алкалност.
Откритието е публикувано в списание на Американското дружество на химиците и предлага обещаваща алтернатива на традиционната химиотерапия.
Как работи новият метод?
Една от основните характеристики на туморните клетки е способността им да избягват апоптозата – естествения процес на програмирана клетъчна смърт. Когато вътрешната среда на клетката стане твърде алкална, това нарушава дейността на митохондриите – органелите, които произвеждат енергия. Именно тези нарушения задействат апоптозата.
Раковите клетки обаче често се „защитават“ чрез промяна на експресията на определени протеини, което им позволява да избегнат този механизъм. Затова методите, които възстановяват чувствителността им към апоптоза, се разглеждат като по-щадящи и по-целенасочени спрямо класическите терапии.
Светлинно активиране чрез оптогенетика
Новият подход се основава на оптогенетиката – техника, при която светлочувствителни молекули се активират чрез лазер. В центъра на изследването е микробният протеин археородопсин-3 (AR3).
Какво прави AR3?
Под въздействието на зелена светлина AR3 „изпомпва“ водородни йони от клетката, което води до повишаване на pH (алкалност). Това променено pH нарушава митохондриалните функции и предизвиква програмирана клетъчна смърт.
Експериментите: резултати при колоректален рак и меланом
Японските учени внедрили гена за AR3 в туморни клетки на два вида рак при мишки – колоректален карцином и меланом. Когато модифицираните клетки били изложени на зелена светлина, ефектът бил значителен:
– над 40% загинали клетки при колоректален рак
– над 60% загинали клетки при меланом
– без осветяване не бил наблюдаван никакъв ефект
Следващият етап на изследването включвал трансплантация на тези клетки в мишки. При насочване на зелен лазер към образуваните тумори:
– растежът им се забавил осезаемо
– след 13 дни туморите с AR3 били 65–75% по-малки от контролните
– при колоректалния рак бил отчетен и засилен имунен отговор
Тези резултати подсказват, че комбинацията от генетично модифициране и светлинно активиране има потенциал да стане нов вид таргетна терапия за онкологични заболявания.
Какво следва?
Учените подчертават, че в настоящите експерименти AR3 е бил добавен предварително – преди туморите да започнат да се развиват. Предстоят нови изследвания, за да се установи дали вече съществуващи тумори могат да бъдат накарани да експресират протеина и да реагират на светлинната терапия.
Методът е още в ранна фаза, но резултатите показват реален потенциал за бъдещи, по-щадящи и високоефективни антиракови лечения./
