Supraîncărcarea cu calciu distruge celulele tumorale rezistente la medicamente

Rezistența la mai multe medicamente reprezintă principala cauză a eșecului chimioterapiei în cazul cancerului. Celulele tumorale devind adesea rezistente la multe tipuri de medicamente prin creșterea producției lor de proteine. În acest fel, ele pompează medicamentele în afara celulei, făcând chimioterapia ineficientă.
În cadrul unui studiu publicat în revista ACS’ Nano Letter, cercetătorii au dezvoltat nanoparticule care eliberează „explozii” de calciu în interiorul celulelor tumorale, inhibând pompele de medicamente și anulând rezistența la medicamente.

O proteină numită glicoproteina-P joacă, adesea, un rol cheie în rezistența la medicamente. Această proteină se regăsește în membrana celulară, unde folosește energie sub formă de adenozin trifosfat (ATP) pentru a pompa medicamentele în afara celulei tumorale. Oamenii de știință au încercat să blocheze glicoproteinele-P prin diferite moduri-folosind molecule mici cu rol de inhibitori sau prin epuizarea ATP-ului. Cu toate acestea, unele dintre metodele utilizate până în prezent pot avea reacții adverse sau pot fi instabile pentru organism. Unele dintre tratamente pot fi dificil de pregătit.

Cercetătorii Kaixiang Zhang, Zhenzhong Zhang, Jinjin Shi și colegii lor au încercat să blocheze glicoproteina-P utilizând o abordare diferită. Studiile anterioare au sugerat că supraîncărcarea celulelor tumorale cu ioni de calciu ar putea reduce atât producția glicoproteinei-P, cât și nivelul de ATP. Dar echipa a trebuit să găsească o modalitate de a elibera „explozii” de calciu împreună cu un medicament chimioterapeutic în interiorul celulelor canceroase.

Oamenii de știință au realizat un nanogenerator de ioni de calciu (TCaNG) prin încărcarea nanoparticulelor de fosfat de calciu cu Doxorubicină-medicament chimioterapeutic-și ulterior acoperirea lor cu molecule care să permită nanogeneratoarelor de ioni de calciu să vizeze și să intre în celulele canceroase. Odată pătrunse în celule, aceste nanogeneratoare ajung într-un compartiment acid, unde se dezintegrează, eliberând atât Doxorubicina, cât și o explozie de ioni de calciu.

Când echipa de cercetători a testat aceste nanogeneratoare pe celule tumorale aflate în vase Petri, în laborator, atât producția de glicoproteină-P, cât și nivelul de ATP, au scăzut, permițând Doxorubicinei să distrugă celulele tumorale care anterior erau rezistente.

În momentul în care testarea s-a realizat pe șoareci purtători de tumori, s-a dovedit faptul că aceștia au prezentat după 21 de zile tumori semnificativ mai mici, comparativ cu șoarecii martori, fără să prezinte, însă, efecte secundare.

Sursa: Science Daily