חוקרים מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, יחד עם משתפי פעולה באוניברסיטת נורת'ווסטרן, פיתחו גישה לא פולשנית לטיפול באחד מסוגי סרטן המוח האגרסיביים והקטלניים ביותר. הטכנולוגיה שלהם משתמשת במבנים מהונדסים בדיוק המורכבים מחומרים בגודל ננו כדי לספק תרופה חזקה נגד גידולים למוח באמצעות טיפות אף. שיטת הלידה החדשה היא פחות פולשנית מטיפולים דומים בפיתוח והוכחה בעכברים כמטפלת ביעילות בגליובלסטומה על ידי חיזוק התגובה החיסונית של המוח.
הממצאים פורסמו החודש ב PNAS.
גידולי גליובלסטומה נוצרים מתאי מוח הנקראים אסטרוציטים והם הסוג הנפוץ ביותר של סרטן המוח, המשפיעים על כשלושה מתוך 100,000 אנשים בארה"ב. גליובלסטומה מתקדמת בדרך כלל מהר מאוד וכמעט תמיד קטלנית. אין טיפולים מרפאים למחלה, בין השאר משום שהעברת תרופות למוח נותרה מאתגרת ביותר
רצינו לשנות את המציאות הזו ולפתח טיפול לא פולשני שמפעיל את התגובה החיסונית להתקפת גליובלסטומה. בעזרת מחקר זה, הראינו כי ננו-מבנים מהונדסים במדויק, הנקראים חומצות גרעין כדוריות, יכולים להפעיל בבטחה וביעילות מסלולים חיסוניים רבי עוצמה בתוך המוח. זה מגדיר מחדש כיצד ניתן להשיג אימונותרפיה בסרטן בגידולים קשים לגישה אחרת."
אלכסנדר H. Stegh, PhD, פרופסור וסגן יו"ר מחקר במחלקה לנוירוכירורגיה משפחתית של WashU Medicine Taylor ומחבר משותף של המחקר.
סטג הוא גם מנהל המחקר של המרכז לגידולי מוח במרכז הסרטן Siteman, שבסיסו בבית החולים היהודי בארנס וב-WashU Medicine
גידולים קרים התחממו עם STING
גידולי גליובלסטומה ידועים כ"גידולים קרים" מכיוון שהם אינם מעוררים את התגובה החיסונית הטבעית של הגוף, כמו מה שנקרא "גידולים חמים" שקל יותר לטפל בהם באמצעות אימונותרפיה. חוקרים פיתחו דרכים לעורר תגובה חיסונית נגד גידולים על ידי גירוי מסלול בתוך תאים הנקרא STING, אשר מייצג מגרה של גנים אינטרפרון. STING מופעל כאשר תא מזהה DNA זר ומפעיל את מערכת החיסון כדי להגיב לאיום.
מחקרים קודמים הראו שתרופות המפעילות STING בגידולי גליובלסטומה יכולות לקדם את מערכת החיסון של הגוף להילחם טוב יותר בסרטן. עם זאת, חומרים אלה מתפרקים במהירות בגוף וחייבים להיות מועברים ישירות לגידול כדי לעבוד. מכיוון שנדרשת מינון חוזר לתועלת מתמשכת, ההסתמכות על מתן תוך גידולי ישיר מחייבת הליכים פולשניים ביותר.
"באמת רצינו למזער את המטופלים שיצטרכו לעבור את זה כשהם כבר חולים, וחשבתי שנוכל להשתמש בפלטפורמות של חומצות גרעין כדוריות כדי לספק את התרופות האלה בצורה לא פולשנית", אמר אקאנקשה מהאג'אן, PhD, עמית מחקר פוסט-דוקטורט במעבדה של Stegh והמחבר הראשון במחקר.
כדי להתגבר על הבעיה, צוות Stegh שיתף פעולה עם הסופר המתכתב צ'אד א. מירקין, דוקטור, מנהל המכון הבינלאומי לננוטכנולוגיה ופרופסור רתמן לכימיה באוניברסיטת נורת'ווסטרן, וצוותו. מירקין המציא חומצות גרעין כדוריות, מחלקה של ננו-מבנים שמסדרים DNA או RNA בצפיפות סביב ליבת ננו-חלקיקים, והוא הראה שיש להן עוצמה טיפולית גדולה יותר בהשוואה לשיטות האספקה הסטנדרטיות. החוקרים של WashU Medicine ו-Northwestern הכינו מחלקה חדשה של חומצות גרעין כדוריות עם ליבות זהב משובצות בקטעים קצרים של DNA כדי להפעיל הפעלה של מסלול STING בתאי חיסון ספציפיים. כדי להעביר את התרופות הללו למוח, הצוות פנה לאף.
טיפול תוך-אף נחקר כשיטת מתן פוטנציאלית לתרופות המכוונות למוח, אך טרם פותחו טיפולים ננומטריים באמצעות שיטה זו להפעלת תגובות חיסון נגד סרטן המוח.
"זו הפעם הראשונה שהוכח שאנו יכולים להגביר את הפעלת תאי החיסון בגידולי גליובלסטומה כאשר אנו מספקים טיפולים ננומטריים מהאף למוח", אמר Mahajan.
הצוות רצה להראות שניתן להשתמש בגישה זו כדי להעביר את התרופה באופן סלקטיבי למוח, וכי היא תפעל על התאים המתאימים ברגע שהיא תגיע לשם. למטרה הראשונה, הם השתמשו בתג מולקולרי על חומצת הגרעין הכדורית שנראתה תחת אור קרוב לאינפרא אדום. הם גילו שהננו-רפואה, כשהיא מועברת כטיפות לתוך מעברי האף של עכברים עם גליובלסטומה, נעה לאורך הנתיב של העצב הראשי המחבר את שרירי הפנים למוח. התגובה החיסונית שעוררה התרופה במוח התרכזה בתאי החיסון הספציפיים, במיוחד אלה בגידול עצמו, ועוררה כמה תגובות מועילות בבלוטות הלימפה. התרופה לא התפשטה לחלקים אחרים בגוף שבהם היא עלולה לגרום לתופעות לוואי לא רצויות.
בדיקות של תאי חיסון בגידול ובקרבתו הראו שהטיפול הפעיל בהצלחה את מסלול STING וחיזק את מערכת החיסון להילחם בגידול.
כאשר מיושם בשילוב עם תרופות שנועדו לסייע בהפעלת לימפוציטים מסוג T, סוג נוסף של תאים חיסוניים, הטיפול החדש חיסל את הגידולים עם מנה אחת או שתיים בלבד וגרם לחסינות ארוכת טווח נגד הישנותם. ביחד, התוצאות היו טובות בהרבה מאלו של הטיפולים החיסוניים הנוכחיים המפעילים STING.
Stegh הזהיר כי הפעלת מסלול STING אינה מסוגלת לרפא גליובלסטומות ללא חיזוק מגישות טיפוליות אחרות. הפעלת מסלול STING בפני עצמה אינה מספיקה כדי להילחם בגליובלסטומה, מכיוון שלגידול יש דרכים רבות לחסום או לכבות את התגובה החיסונית ש-STING נועד להפעיל. הצוות שלו מחפש להוסיף יכולות לננו-מבנה שלהם שמפעילות תגובות חיסוניות אחרות. זה יכול לאפשר לרופאים להכפיל או לשלש את המטרות הטיפוליות בטיפול יחיד.
"זוהי גישה שמציעה תקווה לטיפולים בטוחים ויעילים יותר עבור גליובלסטומה וסרטן פוטנציאלי עמיד לטיפול חיסוני, והיא מסמנת צעד קריטי לקראת יישום קליני", אמר Stegh.
