Nowe techniki wykrywania wspomagają walkę z nowotworami
Biomarkery są często wykorzystywane przez naukowców do oceny stanu zdrowia organizmu, w szczególności do identyfikowania chorób. Do kategorii biomarkerów należą między innymi temperatura ciała, ciśnienie krwi lub występowanie określonej cząsteczki. „Nowotwory często wiążą się z mierzalnymi zmianami w stężeniu jednego lub wielu białek”, wyjaśnia Börje Sellergren, koordynator projektu BioCapture z ramienia Uniwersytetu w Malmo w Szwecji. „Jeśli zmiany są łatwo wykrywalne, takie białka mogą służyć jako biomarkery chorób użyteczne w praktyce klinicznej”. Białka stanowią najczęściej występujące i najbardziej wszechstronne cząsteczki w żywych komórkach. Ich zróżnicowane struktury oraz funkcje odpowiadają za realizację najważniejszych procesów komórkowych, w tym metabolizmu oraz ruchu komórek. Białka i występujące w nich zmiany często są jednak związane z wieloma schorzeniami. Badanie funkcji i kształtu białek ma zatem kluczowe znaczenie dla zrozumienia chorób i odkrywania nowych leków. Jednoczesne pomiary kilku biomarkerów, zarówno opartych na komórkach, jak i na krwi, może pomóc w dostosowaniu leczenia nowotworów do indywidualnych potrzeb pacjenta.
Technologie wykrywania molekularnego
Do wykrywania biomarkerów stosuje się zwykle biologiczne przeciwciała, jednak ich wykorzystywanie wiąże się z pewną wadą – metoda ta jest stosunkowo droga i nie sprawdza się w przypadku dużej liczby biomarkerów. Celem projektu BioCapture, który jest realizowany dzięki wsparciu z działania „Maria Skłodowska-Curie”, jest rozwiązanie tego problemu dzięki zastosowaniu nowych technologii wykrywania molekularnego pozwalających na detekcję biomarkerów specyficznych dla danego nowotworu. Jedną z kluczowych technik zastosowanych w ramach prac nad tym projektem było pionierskie wykorzystanie polimerów ze śladem molekularnym (MIP). Zespół Sellergrena był przekonany, że MIP można wykorzystać do wykrywania dotychczas nieuchwytnych biomarkerów guzów nowotworowych, a nawet do odkrycia nowych biomarkerów chorobowych. „Projekt można potraktować jako kontynuację trwających od wielu lat wysiłków ukierunkowanych na wprowadzenie tej technologii do głównego nurtu onkologii”, dodaje Sellergren. „Technologia polimerów ze śladem molekularnym wciąż pozostaje stosunkowo nieznana w środowisku medycznym”. Jak twierdzi Sellergren, MIP można opisać jako receptory wielofunkcyjne o szerszym zakresie zastosowań niż przeciwciała. Jest to możliwe dzięki wyższej stabilności, niższej cenie oraz lepszej dostępności. Polimery te są oparte na syntetycznych materiałach, a w porównaniu z receptorami biologicznymi charakteryzują się większą stabilnością termiczną, możliwością wielokrotnego użycia i niższym kosztem. Głównym celem projektu BioCapture było opracowanie taniej i wydajnej platformy umożliwiającej zastosowanie tej technologii w celu wykrywania określonych biomarkerów, co może otworzyć drogę do dokładniejszego i szybszego wykrywania oraz diagnozowania chorób w niedalekiej przyszłości.
Korzyści dla pacjentów
Wyniki prac w ramach projektu przerosły oczekiwania jego koordynatora. Badaczom udało się opracować narzędzia umożliwiające sprawne wykrywanie oraz kwantyfikację kluczowych białek i ich modyfikacji przy użyciu MIP. Co więcej, sukces projektu BioCapture może pomóc w przekonaniu szeroko pojętej społeczności naukowej do tego, że ta technologia charakteryzuje się ogromnym potencjałem. „To niezwykle ważne nie tylko z punktu widzenia badań czy technologii, ale także społeczeństwa”, dodaje Sellergren. „Brak zaawansowanych leków onkologicznych jest przyczyną ogromnego cierpienia wielu ludzi. Technologie związane z MIP mogą pozwolić na skuteczne rozwiązanie tego problemu dzięki zapewnieniu niezawodnych, tanich i łatwo dostępnych rozwiązań w zakresie wykrywania nowotworów, a nawet ich leczenia”. Jednym z najbardziej interesujących możliwych zastosowań tej technologii, o których wspomina Sellergren, są domowe testy nowotworowe, które zdaniem badacza mogą ograniczyć koszty opieki medycznej, a także przyczynić się do poprawy jakości opieki nad pacjentami. „Do listy naszych osiągnięć możemy dopisać także rozwój wiedzy podstawowej”, dodaje Sellergren. "Dzięki przeprowadzonym badaniom lepiej rozumiemy charakterystykę oraz zachowania receptorów na poziomie molekularnym”. Po zakończeniu projektu w październiku 2021 roku, naukowcy kontynuują pracę nad dalszym rozwojem i wykorzystaniem jego rezultatów. Skupieni wokół projektu partnerzy podejmują działania ukierunkowane na komercyjne wykorzystanie narzędzi i technik opracowanych przez badaczy, które pewnego dnia mogą przynieść znaczące korzyści pacjentom chorującym na nowotwory.
Słowa kluczowe
BioCapture, biomarker, nowotwór, choroba, komórkowy, medycyna, biologiczne
