Badacze z Indii wykazali, iż ultradźwięki o niskiej częstotliwości mogą wybiórczo eliminować komórki raka jamy ustnej, nie uszkadzając zdrowych tkanek. Odkrycie może otworzyć drogę do opracowania mniej inwazyjnych i bardziej precyzyjnych metod leczenia nowotworów jamy ustnej oraz innych chorób nowotworowych.
Rak jamy ustnej pozostaje jednym z najpoważniejszych problemów zdrowotnych w Indiach, gdzie istotny wpływ na wysoką zachorowalność mają powszechne używanie tytoniu oraz żucie orzechów areki. Mimo postępów w chirurgii, chemioterapii i radioterapii, leczenie tej choroby przez cały czas stanowi wyzwanie, ponieważ stosowane metody często uszkadzają nie tylko komórki nowotworowe, ale także zdrowe tkanki, pogarszając jakość życia pacjentów.
Naukowcy z Indian Institute of Science (IISc) – we współpracy z klinicystami z MS Ramaiah Medical College and Hospitals – sprawdzili, czy mechaniczna stymulacja z wykorzystaniem ultradźwięków o niskiej częstotliwości może selektywnie niszczyć komórki raka jamy ustnej. W badaniach wykorzystano próbki guzów pobrane bezpośrednio od pacjentów, co pozwoliło lepiej odzwierciedlić biologiczne zróżnicowanie nowotworów występujących w populacji indyjskiej.
Wyniki analizy opublikowano w artykule „Revealing biomechanical vulnerabilities in oral cancer cells using 3D coculture platform and low-frequency ultrasound” na łamach czasopisma „Materials Today Bio”.
Mechaniczna słabość komórek nowotworowych
Badacze wykazali, iż komórki raka jamy ustnej są wyjątkowo podatne na umiarkowaną stymulację mechaniczną wywoływaną przez ultradźwięki. Ich zwiększona wrażliwość wynika prawdopodobnie z obniżonego poziomu białka tropomiozyna 2.1 (Tpm2.1), które odpowiada za mechanosensoryczne adekwatności komórek, umożliwiając im odbieranie i wytrzymywanie fizjologicznych bodźców mechanicznych.
Pod wpływem ultradźwięków dochodziło do wybiórczej śmierci komórek nowotworowych, podczas gdy zdrowe komórki nabłonka jamy ustnej pozostawały nienaruszone.
– Nowatorstwo tego badania polega na wykazaniu, iż mechanostymulacja ultradźwiękowa może selektywnie oddziaływać na komórki raka jamy ustnej, wykorzystując ich mechaniczną słabość. Zamiast stosować wysoką temperaturę lub leki, wykorzystujemy umiarkowane siły mechaniczne, które uszkadzają komórki nowotworowe w stopniu przekraczającym ich zdolności regeneracyjne – powiedział cytowany w komunikacie dr Ajay Tijore, adiunkt w Department of Bioengineering w IISc i autor korespondencyjny publikacji.
Zespół zaobserwował również, iż ultradźwięki znacząco ograniczają zdolność komórek nowotworowych do migracji i naciekania otaczających tkanek. Co więcej, w trójwymiarowym modelu hodowli komórkowej odtwarzającym mikrośrodowisko guza jamy ustnej, ultradźwięki zaburzały strukturę gęstej, otoczkowej bariery tworzonej przez komórki zrębu związane z nowotworem. Tego typu osłona utrudnia przenikanie leków i komórek układu odpornościowego do wnętrza guza, przyczyniając się do nieskuteczności terapii.
Szansa na bezpieczniejsze terapie
Jak podkreślili autorzy, szczególnie zaskakująca była powtarzalność uzyskanych wyników. – Najbardziej zaskoczyła nas spójność odpowiedzi komórek nowotworowych pochodzących od różnych pacjentów i reprezentujących różne stadia zaawansowania choroby. Wszystkie wykazywały wysoką podatność na działanie ultradźwięków, podczas gdy prawidłowe komórki pozostawały w znacznie większym stopniu odporne – dodała Rashmita Luha, doktorantka w Department of Bioengineering, pierwsza autorka badania.
Ponieważ ultradźwięki są metodą nieinwazyjną i od lat znajdują zastosowanie w wielu procedurach medycznych, uzyskane wyniki wskazują, iż mechanostymulacja ultradźwiękowa może stać się podstawą nowych, bardziej precyzyjnych strategii leczenia raka jamy ustnej. Po potwierdzeniu skuteczności w bardziej zaawansowanych modelach przedklinicznych technologia ta może znaleźć zastosowanie również w terapii innych nowotworów łatwo dostępnych dla działania ultradźwięków, takich jak rak piersi czy nowotwory skóry.
– Współpraca z klinicystami miała najważniejsze znaczenie, ponieważ mogliśmy prowadzić badania na próbkach guzów pobranych od pacjentów, a nie wyłącznie na standardowych liniach komórkowych opracowanych w krajach zachodnich. W kolejnych etapach chcemy zweryfikować tę metodę w bardziej zaawansowanych modelach biologicznych oraz sprawdzić, czy połączenie ultradźwięków z w tej chwili stosowanymi terapiami może poprawić przenikanie leków do guza i zwiększyć skuteczność leczenia – podsumował dr Tijore.
Źródło: https://www.iisc.ac.in
W diagnostyce, podczas leczenia, w rehabilitacji – na wszelkich polach leczenia nowotworów głowy i szyi onkolodzy potrzebują wsparcia lekarzy dentystów. – Martwi mnie jednak, iż tak niewielu lekarzy dentystów chce się tym zajmować – mówi prof. dr hab. Wojciech Golusiński z Wielkopolskiego Centrum Onkologii w Poznaniu.
