Znak Politechniki Warszawskiej

Innowacje z Politechniki Warszawskiej mogą ulepszyć leczenie nowotworów

Wielkie rzeczy mogą być zamknięte w małe opakowania – tak jest z pewnością w przypadku walki z nowotworami. Nanotechnologia posiada ogromny potencjał w leczeniu nowotworów, ponieważ umożliwia skuteczniejszą terapię przy jednoczesnym ograniczeniu jej negatywnych efektów.

W Laboratorium Inżynierii Biomedycznej, istniejącym w Wydziale Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej, założonym i prowadzonym przez prof. Tomasza Ciacha powstał pomysł, który może przyczynić się do poprawy skuteczności terapii przeciwnowotworowych.

Od pomysłu do startupu

Wszystko to będzie możliwe dzięki dostarczaniu leków za pomocą unikalnych nanocząstek, które są nietoksyczne i biodegradowalne. Pomysł na wykorzystanie nanocząstek w medycynie narodził się na Politechnice Warszawskiej w 2010 roku. Obiecujące wyniki badań doprowadziły do zgłoszenia polskiego patentu dwa lata później. Aby rozwijać technologię prof. Tomasz Ciach zdecydował się na założenie startupu NanoVelos.

Jest to wynik wieloletniej pracy profesora Tomasza Ciacha, jako naukowca, inżyniera i wykładowcy na Politechnice Warszawskiej, ale również odniesionych przez niego sukcesów oraz porażek. Nie do przecenienia jest również poświęcenie i zaangażowanie członków zespołu Laboratorium Inżynierii Biomedycznej. – To, co robimy jest zdecydowanym postępem w nauce, w walce o ludzkie zdrowie – nie boi się stwierdzić prof. Tomasz Ciach.

Nanotechnologia w medycynie

Nanotechnologia wykorzystuje bardzo drobne cząstki w różnych dziedzinach, m.in. w medycynie. Powstające nanoobiekty powinny mieć wymiary do 100 nm. Nanoobiekty wykorzystywane w medycynie są od 100 do 10000 razy mniejsze niż ludzka komórka i mniej więcej wielkości enzymów lub receptorów. Aby zobaczyć obiekty w skali nano potrzebne są specjalistyczne mikroskopy, które powstały dopiero około 30 lat temu. Do dziś naukowcy uczą się jak korzystać z możliwości jakie daje im nanotechnologia.

Naukowcy z Politechniki Warszawskiej pracują nad dostarczaniem leków za pomocą unikalnych nanocząstek, które są nietoksyczne i biodegradowalne. Opracowana technologia opiera się na wykorzystaniu naturalnych substancji (jak wielocukry) i łagodnych warunków syntezy. Nanocząstki są stabilne, mają powolny profil w uwalnianiu leku i mogą przenikać przez błony komórkowe w celu dostarczenia leku. W strukturze nanocząstki mogą być umieszczone różne substancje (leki, białka, enzymy i materiał genetyczny), dlatego można wykorzystać je w leczeniu różnych chorób.

– Efekty toksyczne wydają się być minimalne – podkreśla mgr inż. Iga Wasiak, doktorantka z zespołu prof. Ciacha i członek zarządu NanoVelos. – Badania przeprowadzone na myszach sugerują brak toksyczności wobec zdrowych narządów. Uważamy, że pozwala to na osiągnięcie stosunkowo mało toksycznego leczenia, przy zachowaniu takiej samej skuteczności.

Nanocząstki kontra rak

Technologia ta może być szczególnie skuteczna w chemioterapii. – Leki przeciwnowotworowe nie rozróżniają normalnych komórek od komórek zmienionych chorobowo – wyjaśnia mgr inż. Iga Wasiak. – Niszczą normalne komórki i nowotworowe. Zamknięcie leków przeciwnowotworowych w nanocząstkach umożliwia zmianę biodystrybucji leku. Dzięki temu taki lek skuteczniej będzie niszczył komórki nowotworowe, zmniejszając efekty uboczne stosowanej terapii.

Nanocząstki pozwalają również na zwiększenie czasu przebywania chemioterapeutyków w organizmie. – Jest to jeden z poważniejszych problemów, z którym zderzają się lekarze podczas chemioterapii – leki przeciwnowotworowe są szybko usuwane z guzów, co powoduje konieczność ponownego ich podawania – mówi mgr Wasiak. – Powoduje to ryzyko rozwoju oporności nowotworu na stosowane leki ze względu na niskie dawki i przerywaną ekspozycję. Zastosowanie nanocząstek, możne to zmienić. Może pozwolić na utrzymanie leku w nowotworze przez dłuższy czas. Jednocześnie przedłużając czas uwalniania substancji z nanocząstek.

Wyścig z czasem

Pierwsze próby kliniczne badające wykorzystanie pasywnie kierowanych nanonośników w leczeniu nowotworów rozpoczęły się w połowie 1980 roku, pomimo to technologia ta została wprowadzona do klinik dopiero w ostatnich latach. Pozytywne wyniki stosowanych terapii spowodowały duże zainteresowanie opracowaniem nowych technologii opartych na nanocząstkach. Na świecie pracuje się już nad wykorzystaniem nanocząstek w terapii nowotworów. Publikacje kolejnych wyników badań dają nadzieję na sukces. 

Nasi naukowcy wciąż jednak pracują nad kolejnymi rozwiązaniami. Określenie "nanocząstka" odnosi się jedynie do rozmiaru cząstki. Takie nanocząstki mogą być skonstruowane z różnych składników, co spowoduje zróżnicowanie ich właściwości.

– Guzy nowotworowe w organizmie ludzkim też są różne i różnie umiejscowione – wyjaśnia mgr Wasiak. – Ta różnorodność sprawia, że nie znajdzie się magiczna nanocząstka, która wyleczy wszystkie nowotwory. Dlatego każda z opracowywanych nanotechnologii może mieć zastosowanie do różnych rodzajów terapii.

Cel: sukces

Każdą z nowo opracowanych nanocząstek czeka długa i wyboista droga zanim zostanie użyta w klinikach. Przed wprowadzeniem produktu na rynek trzeba przejść przez procedurę rejestracji leków, a także zagwarantować, że opracowana technologia jest bezpieczna.

W Laboratorium Inżynierii Biomedycznej trwają badania rozwojowe nad opracowaną technologią. Na dużą skalę produkowane są nanocząstki oraz prowadzone badania na zwierzętach. Zespół kierowany przez prof. Tomasza Ciacha ma nadzieję, że technologię uda się skomercjalizować, a co za tym idzie – pomóc chorym w walce z rakiem.

 

Monika Bukowska

Biuro ds. Promocji i Informacji
 

________________

Konsultacja merytoryczna: mgr inż. Iga Wasiak