Soluția ciudată prin care ar putea fi tratat cancerul de col uterin

Articolul a apărut inițial pe Tonic.

Spermatozoizii sunt cunoscuți ca micii înotători care pot lăsa femeile gravide, însă cercetătorii testează un alt scop pentru ei: ei ar putea ajuta la tratarea cancerului cervical și a altor boli ginecologice, conform unui studiu publicat luna asta în ACS Nano.

Tratamente precum chimioterapia și radiațiile vin la pachet cu o serie de efecte secundare cum ar fi greață, vărsături și pierderea părului. Asta pentru că drogurile atacă atât celulele canceroase, cât și cele sănătoase. Pentru a estompa complicațiile, cercetătorii au experimentat sisteme de livrare a medicamentelor care trimit droguri ce distrug direct celulele bolnave. Însă, pentru prima dată, ei au încercat asta cu ajutorul spermatozoizilor.

Pentru studiu, cercetători de la Leibniz Institute for Solid State and Materials Research din Dresden, Germania, au transformat sperma bovină în torpile mici și le-au dat drumul pe o capsulă asemănătoare unei tumori. În primă fază, au înmuiat 3 500 de spermatozoizi în clorhidratul de doxorubicin, un medicament comun împotriva cancerului, pe care sperma îl poate absorbi prin membrane, spune autorul studiului Mariana Medina-Sánchez, cercetător la Institutul Leibniz. 98% din spermatozoizi au absorbit drogul, mai ales în citoplasmă și nucleu.

Apoi, Medina-Sánchez și echipa ei au folosit nanotehnologia pentru a echipa spermatozoizii, cu o armură printată 3D din titan și fier. Fiecare dintre aceste „micromotoare" constă dintr-un tub microscopic și patru brațe flexibile, care acționează ca o protecție pentru a menține sperma (și medicamentele) în loc până când este timpul să atace. Cam așa:

Apoi au folosit câmpuri magnetice slabe pentru a ghida sperma încărcată către o masă formată din celule HeLa, o linie celulară nemuritoare, pe care un cercetător de la spitalul Johns Hopkins a derivat-o dintr-un țesut de cancer cervical al unei femei, în 1951. (Numele ei era Henrietta Lacks, de aici și denumirea de celule „HeLa". Da, e vorba de femeia pe care Oprah a jucat-o într-un film, la începutul acestui an.)

Atacul începe oficial atunci când sperma se ciocnește de masa tumorală. Cele patru brațe ale armurii spermatozoizilor se deschid și eliberează înotătorii înmuiați în medicament direct în tumoare. În următoarele 72 de ore, aceste spermatozoizii au ucis 87% din celulele canceroase. Într-un vas separat, o masă asemănătoare tumorii se află într-o soluție care conține aceeași cantitate de medicament; această soluție a ucis doar 55% din celule în aceeași perioadă de timp. Sperma-boții eliberează medicamentul direct în celule, în timp ce soluția ajunge doar la stratul exterior, spun cercetătorii.

Medina-Sánchez spune că potențialul spermatozoizilor ca metodă de tratament pentru cancerul de col uterin (care este cauzat de virusul HPV) și alte afecțiuni ginecologice are câteva caracteristici-cheie. Prima ar fi că înotătorii sunt puternici și construiți pentru a supraviețui în tractul genital feminin. „Capacitatea lor de a înota le permite să pătrundă în țesutul tumoral, eliberând drogul nu numai în jurul tumorii, ci și în celulele interioare", explică ea.

La fel cum spermatozoizii pot fuziona cu ovulele în trompele uterine, aceștia pot fuziona și cu celule ne-reproductive. „Acest lucru înseamnă că pot fuziona cu celulele canceroase și elibera drogul în interiorul lor", spune ea. De asemenea, spermatozoizii absorb medicamentele și împiedică fluidele din corp să dilueze concentrația drogurilor, o provocare des întâlnită în domeniul ăsta, scriu autorii.

În plus, spermatozoizii sunt practic imuni la medicamentul testat. Clorhidratul de doxorubicin ucide celulele canceroase prin prevenirea replicării ADN-ului și a sintezei proteinelor, ceea ce îngreunează supraviețuirea celulelor canceroase. Însă din moment ce sperma are deja o perioadă scurtă de viață și nu se înmulțește, ei sunt protejați de efectele medicamentului, spune Medina-Sánchez.

Ea și echipa ei încă mai au multe de rezolvat, înainte de a testa această tehnologie pe femei. Ei speră să mărească doza de medicament și să o testeze în culturi cu celule canceroase și celule sănătoase pentru a vedea cât de bine sperma-boții detectează și ucid doar cele canceroase, spune ea. Chiar dacă câmpurile magnetice sunt slabe, ei vor să evite urmele a mii de magneți metalici în corpurile femeilor, prin fabricarea unui costum magnetic al spermatozoizilor complet biodegradabil. În cele din urmă, ei au folosit spermă bovină în studiu, însă Medina-Sánchez spune că bărbații ar putea să-și doneze sperma pentru tratamente.

Dar cum rămâne cu abilitățile spermei de a fecunda? Femeile pot rămâne însărcinate când spermatozoizii își croiesc calea prin cervix, în uter și în tuburile uterine unde pot fertiliza ovulele. Deci, există posibilitatea ca femeile să rămână gravide din greșeală cu acest tratament?

„Obiectivul este de a folosi spermă viabila și sănătoasă, iar scopul principal al unui spermatozoid sănătos este de a găsi ovulul și a-l impregna", spune Bradley Corr, un practicant de ginecologie și obstetrică și profesor asistent de oncologie ginecologică la Universitatea din Colorado Denver, care nu a fost implicat în studiu. „Cred că ar fi posibil ca o pacientă să rămână gravidă cu acest sistem de administrare, dar cred că se poate găsi o modalitate în jurul acestuia. „De exemplu, medicii ar putea suprima hormonii femeilor pentru a preveni ovulația, la fel ca și contraceptivele hormonale, spune el. (asta înseamnă că nu ar mai fi ovule de fertilizat.)

El și Medina-Sánchez sunt de acord că sarcina ar fi puțin probabilă, deoarece medicii ar îndruma sperma-boții spre tumori și nu către ovule. Dacă s-ar întâmpla să fuzioneze cu un ovul, sperma-botul l-ar injecta cu medicamente împotriva cancerului. Ăsta nu e un lucru prea bun. „Evident, acest aspect nu a mai fost studiat, deci rezultatele ar fi cu adevărat necunoscute", spune Corr. Însă, teoretic, medicamentele ar putea duce la avort spontan sau provoca probleme cu fătul neonatal, sau ar putea împiedica dezvoltarea ovulelor într-o sarcină viabilă.

Corr subliniază că sperma-boții ar putea ajuta oamenii de știință să dezvolte alte modalități eficiente de a furniza droguri, decât să devină un tratament de sine stătător. Sistemele de livrare a medicamentelor sunt un subiect actual de investigație în domeniul tratamentului pentru cancer, în special utilizarea nano-particulelor și modul de livrare a medicamentelor către celulele corespunzătoare", spune el. „Eu cred că acest studiu ar duce mai degrabă la dezvoltarea unor sisteme mai bune de livrare a nano-particulelor de medicament, decât să fie folosit ca un sistem de livrare specific.”

Acest studiu marchează un alt progres în cercetarea tratamentului pentru cancer, indiferent dacă acesta devine un tratament mainstream sau nu. „Sistemele de livrare bio-hibrid sunt promițătoare pentru că ele combină avantajele componentelor biologice, precum celulele și microorganismele cu proprietățile micro și nano-structurilor făcute de om", spune Medina-Sánchez. Structurile create de om fac posibilă orientarea celulelor și a microorganismelor către zonele bolnave cu lucruri precum câmpuri magnetice, ultrasunete și lumină, adaugă ea.

„În momentul actual, facem primii pași către sisteme mai inteligente și mai eficiente de administrare a medicamentelor, utilizând toate avantajele pe care ni le oferă celulele de spermatozoizi, care, în viitor, vor fi foarte benefice pentru diferite aplicații biomedicale", spune ea. „Noi credem că după rezolvarea unor dintre cele mai urgente limitări, sistemul [sperma-hibrid] ar putea fi folosit cu succes pentru tratarea bolilor la nivelul tractului reproducător feminin."