Hvordan en parasitisk fisk kan hjælpe os med at bekæmpe hjernekræft og slagtilfælde
Forskere henvender sig til en gammel fiskeart i et forsøg på at finde en bedre måde at levere terapeutiske lægemidler i hjernen til at behandle tilstande og begivenheder lige fra kræft til slagtilfælde.
Billedkredit: T. Lawrence, Great Lakes Fishery Commission
Lampreys er en af de ældste overlevende arter af ålagtige kæbefri fisk. De befolker både floder og kystvande i tempererede regioner rundt om i verden.
Disse mærkelige fisk gøres særligt uhyggelige af deres udbenede, tandforede mund. De er også parasitære og fodrer med blod fra andre fisk.
Ny forskning tyder på, at disse akvatiske beboere kan give et tilpasningsmiddel til lægemidler, der behandler de biologiske virkninger af tilstande eller sundhedshændelser, der påvirker hjernen.
En nylig undersøgelse, udført af et team af forskere fra University of Wisconsin-Madison og University of Texas i Austin, har set på en type molekyle fra lampreys immunsystem, kaldet "variable lymfocytreceptorer" (VLR'er).
Forskerne forklarer, at hvad der gør VLR'er interessante, er deres evne til at målrette mod den ekstracellulære matrix (ECM), et netværk af makromolekyler, der giver struktur til cellerne, de omgiver.
Dette netværk udgør en stor del af centralnervesystemet, så forskergruppen mener, at VLR'er kan hjælpe med at transportere stoffer til hjernen og øge effektiviteten af behandlinger for hjernecancer, hjernetraume eller slagtilfælde.
”Dette sæt målretningsmolekyler synes noget agnostisk for sygdommen. Vi mener, at det kunne anvendes som en platformsteknologi på tværs af flere forhold. ”
Studieforfatter Prof. Eric Shusta
Forskerne testede deres hypotese om musemodeller af aggressiv hjernecancer, og de rapporterer deres resultater i tidsskriftet Videnskabelige fremskridt.
Et lovende eksperiment
Normalt trænger stoffer ikke let ind i hjernen, fordi den er beskyttet af hjerne-blodbarrieren, som stopper potentielt skadelige stoffer, der lækker ind i hjernen. Denne barriere forhindrer imidlertid også, at medicinen når sit mål.
I tilfælde af nogle sundhedsmæssige begivenheder, der påvirker hjernen, løsnes hjerneblodbarrieren, hvilket kan udsætte hjernen for yderligere problemer, men som også giver stoffer mulighed for at komme ind.
I den nuværende forskning var efterforskerne interesseret i at teste effektiviteten af VLR'er ved at drage fordel af afbrydelsen af hjerne-blodbarrieren i tilfælde af glioblastom, en aggressiv form for hjernecancer.
"Molekyler som dette [VLR'er] kunne normalt ikke færge gods ind i hjernen, men hvor som helst der er en blod-hjerne-barriereforstyrrelse, kan de levere stoffer lige til stedet for patologi," forklarer prof. Shusta.
Forskergruppen arbejdede med musemodeller af glioblastom og behandlede dem med VLR'er bundet til doxorubicin, et lægemiddel, der bruges til at behandle denne form for kræft hos mennesker.
Prof. Shusta og kolleger rapporterer, at denne tilgang var lovende, hvilket forlængede overlevelsen hos gnavere behandlet med denne eksperimentelle kombination.
Efterforskerne bemærker, at binding af VLR'er til forskellige lægemidler kan have en anden vigtig fordel - det kan give specialister mulighed for at levere signifikant højere doser af disse lægemidler til hjernens ECM.
"I lighed med vand, der suger ned i en svamp, vil lamprey-molekylerne potentielt akkumulere meget mere af stoffet i den rigelige matrix omkring celler sammenlignet med specifik levering til celler," illustrerer medforfatter Prof. John Kuo.
Og dette bindende "trick" kunne hjælpe med at løse endnu et problem. Forskerne forklarer, at hjerneceller kan være deres egen fjende, når det kommer til behandling, da de ”forkaster” kemikalier, der når dem.
Men da VLR'er er målrettet mod ECM, der omgiver hjerneceller, kan dette give lægemidlerne mulighed for at virke på cellerne i længere tid.
"Dette kan være en måde at holde terapier på plads, der ellers ikke akkumuleres godt i hjernen, så de kan være mere effektive," siger medforfatter Ben Umlauf, Ph.D.
'Prøver denne strategi i forskellige modeller'
Endelig bemærker forskerne, at VLR'erne frit cirkulerer gennem kroppen i musemodellerne, men de akkumuleres ikke i sundt væv. Dette antyder, at disse molekyler ikke ville forstyrre sunde, fungerende organer.
Fremadrettet vil efterforskerne forsøge at kombinere VLR'er med andre typer anticancerlægemidler, herunder dem, der anvendes i immunterapi, for at se, hvor godt molekylerne ville fungere med en mere forskelligartet vifte af terapier.
En anden mulighed, som forskerne gerne vil undersøge, er at bruge VLR'er til at opdage eventuelle forstyrrelser af blod-hjerne-barrieren, hvilket kan indikere starten på en sundhedsbegivenhed. De foreslår at gøre dette ved at binde VLR'er til sofistikerede sonder, der er kompatible med hjernebilledteknologier.
Indtil videre er "Jeg er begejstret for at prøve denne strategi i forskellige sygdomsmodelsystemer," erklærer Kuo og tilføjer, at "[her] er flere sygdomsprocesser, der forstyrrer blod-hjerne-barrieren, og vi kan forestille os at levere en række forskellige terapier med disse molekyler. ”
