Kluczowy składnik skutecznego leczenia raka

Około 50 procent pacjentów z rakiem ma guzy odporne na promieniowanie ze względu na niski poziom tlenu – stan znany jako niedotlenienie. Startup w San Francisco opracowuje białka, które mogą skuteczniej przenosić tlen do guzów, zwiększając szanse, że radioterapia pomoże tym pacjentom.



Mapa tlenowa: Ten obraz przedstawia nogi myszy z guzem w lewej nodze. Regiony hipoksji są oznaczone kolorem jasnoniebieskim.

W zeszłym miesiącu National Cancer Institute (NCI) przekazał temu startupowi Omniox 3 miliony dolarów finansowania. Omniox współpracuje z naukowcami z NCI, aby sprawdzić, czy jego związki przenoszące tlen poprawiają terapię radiologiczną u zwierząt z rakiem.





rozpoznawanie twarzy z prawdziwym id

Większość guzów ma obszary niedotlenienia, a naukowcy uważają, że mają one znaczący wpływ na wyniki leczenia u około połowy pacjentów. Komórki nowotworowe rozmnażają się z takim zapałem, że przewyższają dopływ krwi, tworząc regiony o bardzo niskim poziomie tlenu. Ten brak tlenu powoduje, że komórki nowotworowe wytwarzają więcej naczyń krwionośnych, które komórki przerzutowe wykorzystują do przemieszczania się w inne części ciała i rozprzestrzeniania się nowotworu.

Radioterapia polega na działaniu tlenu. Kiedy promieniowanie jonizujące uderza w guz, generuje reaktywne substancje chemiczne zwane wolnymi rodnikami, które uszkadzają komórki nowotworowe. Bez tlenu wolne rodniki są krótkotrwałe, a radioterapia nie jest skuteczna. Mówi się, że leczenie promieniowaniem jest dziś prowadzone przy założeniu, że nowotwory są natlenione i zostaną przez nie uszkodzone Murali Cherukuri , szef biofizyki w Centrum Badań nad Rakiem w NCI w Bethesda, Maryland. Regiony hipoksji przeżywają leczenie i ponownie zasiedlają guz.

Od lat pięćdziesiątych naukowcy próbowali wielu sposobów na wprowadzenie większej ilości tlenu do guzów, ale bez powodzenia. Oddychanie przez pacjentów wysokim poziomem tlenu przed napromieniowaniem nie działa, a opracowanie środka do przenoszenia tlenu przez krew do guza okazało się bardzo trudne. Sztuczne białka, które naśladują naturalny nośnik tlenu w organizmie, hemoglobinę, mogą być niebezpiecznie reaktywne – niszcząc inne ważne substancje chemiczne we krwi. A inne nośniki tlenu mają tendencję do zbyt silnego przywiązywania się do tlenu lub uwalniania go zbyt wcześnie, zanim dotrze do najmniej natlenionych obszarów guza.



Mamy nadzieję, że skoro większość guzów jest niedotleniona, możemy poprawić skuteczność radioterapii u dużej liczby osób, mówi Stephen Cary, współzałożyciel i dyrektor generalny Omniox. Firma opracowała szereg białek, które są dostosowane do zatrzymywania tlenu, dopóki nie znajdą się w niedotlenionej tkance. Białka te nie są oparte na hemoglobinie, więc nie mają takich samych toksycznych skutków.

Technologia firmy pochodzi z laboratorium Michael Marletta , profesor chemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. Większość substytutów krwi zawiodła, mówi Marletta, ponieważ opierały się na białkach globin, w tym hemoglobinie. Hemoglobina może działać w organizmie, ponieważ jest zamknięta w czerwonych krwinkach. Niechronione, natlenione białka globiny reagują z tlenkiem azotu we krwi, niszcząc tlen, tlenek azotu i samo białko.

Marletta zaczęła szukać fragmentów białek, które wiążą się z tlenem, ale nie z tlenkiem azotu. Zaczął od sekwencji genetycznej sekcji białek globiny, która wiąże się z tlenem. Następnie użył programu komputerowego do przeszukania baz danych genomów w poszukiwaniu podobnych sekwencji. To ujawniło grupę podobnych sekwencji w organizmach jednokomórkowych. Marletta zbadała te sekwencje białek i znalazła ich grupę, która wiąże się z tlenem, ale nie z tlenkiem azotu. Zmieniając nieco sekwencje, Marletta odkrył, że był w stanie dostosować, jak mocno białko wiąże się z tlenem. Ten poziom kontroli oznacza, że ​​Omniox może zaprojektować białko, które uwalnia tlen tylko wtedy, gdy otaczający go poziom tlenu jest bardzo niski – co oznacza, że ​​białko musi przebyć całą drogę do niedotlenionej części guza, zanim uwolni tlen.

Cary, który wcześniej był badaczem podoktoranckim w laboratorium Marletty, był współzałożycielem Omniox w 2006 roku w celu opracowania terapeutycznego środka przenoszącego tlen. Firma zebrała w sumie około 4 miliony dolarów od NCI i Uniwersytetu Kalifornijskiego Instytut Biologii Ilościowych . Firma znajduje się obecnie w uniwersyteckim inkubatorze biotechnologicznym startupów, QB3 Garaż .



Omniox do tej pory wykazał, że jego białka gromadzą się w guzach żywych zwierząt i zwiększają tam stężenie tlenu.

Obecnie w NCI trwają badania nad białkami. Cherukuri, który nie jest powiązany z Omniox, opracował znacznik do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego, który pozwala mu tworzyć trójwymiarową mapę stężenia tlenu w guzach o wysokiej rozdzielczości.

Cherukuri używa tej metody do badania wpływu środków Omniox na myszy z guzami hipoksji. Kiedy masz bardzo niedotleniony guz i wstrzykujesz zwierzęciu [środek Omniox], natlenienie wzrasta, mówi. Współpracuje z General Electric nad opracowaniem prototypu tego systemu obrazowania w ludzkiej skali.

Badania Omniox i NCI mają na celu ustalenie, które z białek firmy działa najlepiej, kiedy należy je podawać i czy leczenie rzeczywiście poprawia skuteczność radioterapii. Badania będą również dotyczyć wszelkich niebezpiecznych odpowiedzi immunologicznych na obce białka. Jeśli wyniki są obiecujące, firma ma nadzieję rozpocząć testy na ludzkich pacjentach w 2013 roku.

ukryć

Rzeczywiste Technologie.

Kategoria

Bez Kategorii

Technologia

Biotechnologia

Polityka Techniczna

Zmiana Klimatu

Ludzie I Technologia

Dolina Krzemowa

Przetwarzanie Danych

Magazyn Mit News

Sztuczna Inteligencja

Przestrzeń

Inteligentne Miasta

Blockchain

Historia Funkcji

Profil Absolwenta

Połączenie Absolwentów

Funkcja Wiadomości Mit

1865

Mój Widok

77 Msza Św

Poznaj Autora

Profile W Hojności

Widziany Na Kampusie

Listy Absolwentów

Aktualności

Wybory 2020

Z Indeksem

Pod Kopułą

Magazyn Informacyjny Mit

Wąż Pożarowy

Nieskończone Historie

Projekt Technologii Pandemicznej

Od Prezydenta

Przykrywka

Galeria Zdjęć

Zalecane