Όταν τα πρώτα κύτταρα εμφανίστηκαν στη Γη πριν από περίπου 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια, οι ιοί ήταν ήδη εδώ για να τα υποδεχτούν. Από τότε, οι ιοί επινοούν τρόπους για να μολύνουν τα κύτταρα και τα κύτταρα ανταποκρίνονται εξελίσσοντας τρόπους για να σταματήσουν αυτές τις μολύνσεις. Αυτός ο εξελικτικός χορός οδήγησε τελικά στην ανάπτυξη του ανοσοποιητικού σας συστήματος.
Μια βασική πτυχή του ανοσοποιητικού σας συστήματος είναι η διάκριση του «εαυτού» από το «μη-εαυτό», ώστε να μπορεί να καταστρέψει και να απομακρύνει ξένα υλικά από το σώμα σας. Ενώ αυτή η ανοσολογική αντίδραση σας προστατεύει από ιούς, έχει επίσης επιπτώσεις στο πόσο καλά λειτουργούν τα ξένα υλικά, όπως τα φάρμακα.
Οι ερευνητές μελετούν τρόπους για να βελτιώσουν τη λειτουργία των φαρμάκων, συμπεριλαμβανομένου του τρόπου με τον οποίο μπορούν να φτάσουν στην εστία της νόσου μέσα στο σώμα πριν αφαιρεθούν ή καταστραφούν. Ένας τρόπος για να γίνει αυτό είναι η ενθυλάκωση φαρμάκων σε νανοσωματίδια -υλικά αρκετά μικρά ώστε να προσλαμβάνονται από τα κύτταρα. Ενώ αυτά τα υλικά εξακολουθούν να ενεργοποιούν μια ανοσολογική απόκριση για να τα απομακρύνουν από το σώμα, επιστήμονες σαν εμένα έχουν διαπιστώσει ότι αυτή η αντίδραση θα μπορούσε στην πραγματικότητα να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της θεραπείας του καρκίνου.
Το ανοσοποιητικό σύστημα και η χορήγηση φαρμάκων
Εκτός από την ανίχνευση παθογόνων, το ανοσοποιητικό σας σύστημα ανταποκρίνεται επίσης στη βλάβη των ιστών. Μπορεί να παρατηρήσετε αυτήν την αντίδραση ως φλεγμονή –όπως ερυθρότητα και πρήξιμο– όταν φάρμακα εγχέονται στο σώμα σας με βελόνα.
Συνήθως, αυτή η φλεγμονώδης απόκριση είναι ελάχιστη. Αλλά η πιθανότητα παρατεταμένης αντίδρασης αυξάνεται όταν τα φάρμακα χορηγούνται αργά για παρατεταμένο χρονικό διάστημα, όπως κατά τη διάρκεια εγχύσεων χημειοθεραπείας που μπορεί να διαρκέσουν μία ώρα ή περισσότερο. Για αυτόν τον λόγο, σε ορισμένους ασθενείς χορηγούνται αντιφλεγμονώδη φάρμακα πριν από την έγχυση για να μειωθεί η πιθανότητα ανεπιθύμητης ανοσολογικής απόκρισης κατά τη διάρκεια της θεραπείας.
Οι πιο πρόσφατες ανακαλύψεις στην εισαγωγή φαρμάκων στο σώμα είναι η χρήση νανοσωματιδίων. Αυτά τα υλικά –τα οποία μπορούν να κατασκευαστούν από λιπίδια, πρωτεΐνες, χρυσό ή άλλα συστατικά– έχουν το πλεονέκτημα ότι είναι πολύ μικρά: Η διάμετρος ενός τυπικού νανοσωματιδίου είναι περίπου 10 χιλιοστά του χιλιοστού. Το μικρό τους μέγεθος επιτρέπει στα νοσούντα κύτταρα να τα προσλαμβάνουν εύκολα. Έτσι, όταν τα νανοσωματίδια περιέχουν φάρμακα, μπορούν να λειτουργήσουν ως σύστημα χορήγησης φαρμάκων.
Παρά το γεγονός ότι είναι τόσο μικρά, τα νανοσωματίδια μπορούν να συγκρατήσουν μεγάλο αριθμό μορίων φαρμάκων, επιτρέποντάς τους να μεταφέρουν ένα ισχυρό φορτίο θεραπείας απευθείας σε ένα κύτταρο. Μπορούν επίσης να χορηγήσουν φάρμακα από DNA και RNA. Το πιο γνωστό παράδειγμα αυτής της τεχνολογίας είναι το εμβόλιο COVID-19, το οποίο χρησιμοποιεί νανοσωματίδια κατασκευασμένα από τροποποιημένα μόρια λίπους για να χορηγήσει mRNA που διδάσκει το ανοσοποιητικό σύστημα να προστατεύεται από τη μόλυνση COVID-19. Το έμφυτο ανοσοποιητικό σας σύστημα αναγνωρίζει επίσης τα νανοσωματίδια ως ξένους εισβολείς όταν εγχέονται στο σώμα σας. Ως αποτέλεσμα, ορισμένοι ασθενείς εμφανίζουν μια αρχική φλεγμονώδη αντίδραση όταν το σώμα προσπαθεί να επιτεθεί στο νανοσωματίδιο.
Τι θα γινόταν όμως αν αυτή η αντίδραση μπορούσε πραγματικά να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της θεραπείας;
Εκμετάλλευση της έμφυτης ανοσολογικής απόκρισης
Τα τελευταία 30 χρόνια, το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο μελετά τον τρόπο με τον οποίο τα νανοσωματίδια χορηγούν φάρμακα. Πιο πρόσφατα, η έρευνα έχει επικεντρωθεί στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα ανταποκρίνεται σε μια ένεση νανοσωματιδίων. Θα μπορούσε να ενισχύσει τη θεραπεία;
Σε μια μελέτη του 2022 σχετικά με το πώς τα νανοσωματίδια επηρεάζουν την ανοσολογική απόκριση σε ποντίκια, διαπιστώθηκε ότι η έμφυτη ανοσολογική απόκριση που προκαλείται από μια αρχική δόση νανοσωματιδίων που φέρουν ένα φάρμακο θα μειώσει τις επιδράσεις μιας δεύτερης δόσης εάν εγχυθεί λίγο αργότερα -συνήθως μέσα σε λίγες ημέρες. Αυτό επιτυγχάνεται με την ταχύτερη απομάκρυνση του φαρμάκου από το σώμα. Αυτή η αντίδραση είναι παρόμοια με το πώς μια αρχική ιογενής λοίμωξη θα πυροδοτούσε μια βραχυπρόθεσμη προστατευτική απόκριση έναντι μιας επακόλουθης λοίμωξης από έναν άλλο ιό.
Μια κρίσιμη πτυχή αυτού του προστατευτικού αποτελέσματος περιλαμβάνει την παραγωγή μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται ιντερφερόνη λάμδα. Αυτό το μόριο «παρεμβαίνει» στη διαδικασία μόλυνσης περιορίζοντας την πρόσβαση των ιών σε διαφορετικούς ιστούς του σώματος. Οι ερευνητές έχουν προηγουμένως δοκιμάσει αυτήν την πρωτεΐνη ως ένα πιθανό αντιιικό φάρμακο για τη θεραπεία της COVID-19.
Ομοίως, η ιντερφερόνη λάμδα που παράγεται σε απόκριση στην πρώτη δόση νανοσωματιδίων περιορίζει την ικανότητα της δεύτερης δόσης να χορηγήσει το φάρμακο σε υγιείς ιστούς του σώματος. Ωστόσο, δεν επηρέασε την ικανότητα του νανοσωματιδίου να έχει πρόσβαση σε όγκους, πιθανώς επειδή οι όγκοι μπορούν να επηρεάσουν την ανοσολογική απόκριση.
Στη συμβατική θεραπεία του καρκίνου, τα χημειοθεραπευτικά φάρμακα χρησιμοποιούνται για την εξόντωση του όγκου. Επειδή αυτά τα φάρμακα είναι επίσης τοξικά για τα υγιή κύτταρα, οι ασθενείς συχνά εμφανίζουν παρενέργειες όπως τριχόπτωση, γαστρεντερικά προβλήματα και δερματικά εξανθήματα.
Η χρήση νανοσωματιδίων για την παροχή θεραπείας του καρκίνου θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση αυτών των παρενεργειών και ο συνδυασμός τους με ιντερφερόνη λάμδα θα μπορούσε να επιτρέψει στο φάρμακο που είναι εγκλεισμένο σε νανοσωματίδια να παραμείνει στον οργανισμό για αρκετό χρονικό διάστημα ώστε να έχει τα πλήρη αποτελέσματά του.
Ένα ερώτημα είναι εάν η άμεση ένεση ιντερφερόνης λάμδα πριν από τη χημειοθεραπεία με νανοσωματίδια θα μπορούσε να βοηθήσει στον περιορισμό της ποσότητας του φαρμάκου που καταλήγει σε υγιείς ιστούς, αυξάνοντας παράλληλα τη συγκέντρωσή τους στους όγκους. Σε μια αρχική δοκιμή αυτής της στρατηγικής σε ποντίκια με καρκίνο του παχέος εντέρου, όλα τα ποντίκια που έλαβαν ιντερφερόνη λάμδα είδαν αυξημένο χρόνο επιβίωσης και μειωμένη απώλεια βάρους. Μια καλύτερη κατανόηση του πώς συμβαίνει αυτό το αποτέλεσμα θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να δοκιμάσουν τελικά αυτήν την προσέγγιση στη θεραπεία του καρκίνου σε ανθρώπους ασθενείς.
Οι επιστήμονες έχουν πολύ δρόμο να διανύσουν στην ανάπτυξη νανοσωματιδίων που είναι τόσο αποτελεσματικά.
