Zespół badaczy z Uniwersytetu Wrocławskiego, we współpracy z kanadyjskim instytutem INRS, dokonał przełomowego odkrycia w dziedzinie terapii przeciwnowotworowej i diagnostyki molekularnej. Naukowcy opracowali pierwsze w historii nanocząsteczki specyficznie wiążące galektynę-7 – białko odgrywające kluczową rolę w progresji wielu nowotworów. Wyniki ich badań opublikowano właśnie na łamach czasopisma Journal of Medicinal Chemistry.
Galektyna-7 – biologiczny partner zbrodni raka
Galektyny to rodzina białek wiążących węglowodany, które pełnią istotną funkcję w regulacji odpowiedzi immunologicznej, zapalenia, apoptozy oraz adhezji komórek. Szczególnie interesującym członkiem tej rodziny jest galektyna-7, która wykazuje silną ekspresję w wielu typach nowotworów, takich jak rak szyjki macicy, rak piersi, nowotwory głowy i szyi, a także rak jajnika. Jej nadmiar sprzyja zwiększonej migracji komórek nowotworowych, ułatwia ich inwazję i kolonizację tkanek oraz wpływa na mikrośrodowisko guza, ograniczając zdolność układu odpornościowego do skutecznej reakcji przeciwnowotworowej.
Czytaj też: Pamiętliwe zabójczynie. Komórki NK nowej generacji mogą zrewolucjonizować leczenie nowotworów
Szczególnym problemem, jaki niesie za sobą obecność galektyny-7, jest jej zdolność do wiązania glikozylowanych receptorów na powierzchni limfocytów T. Taka interakcja może prowadzić do indukcji apoptozy – programowanej śmierci komórek odpornościowych – co stanowi istotny mechanizm unikania immunologicznej eliminacji przez komórki rakowe. Pomimo wyraźnej roli, jaką galektyna-7 odgrywa w progresji choroby nowotworowej, do tej pory brakowało narzędzi umożliwiających jej selektywne obrazowanie lub terapeutyczne blokowanie in vivo. Z powodu wysokiego stopnia homologii w obrębie rodziny galektyn i braku strukturalnych różnic w ich domenach wiążących węglowodany, opracowanie specyficznych inhibitorów było ogromnym wyzwaniem biotechnologicznym.
Na tym tle przełomowe znaczenie mają badania przeprowadzone przez dr Natalię Porębską i prof. Łukasza Opalińskiego z Uniwersytetu Wrocławskiego, wspólnie z zespołem prof. Yves’a St. Pierre’a z kanadyjskiego Instytutu INRS w Quebecu. Naukowcy wykorzystali technologię fagowej ekspresji zmienionej biblioteki przeciwciał wielbłądzich (sdAb) do wyselekcjonowania dwunastu unikalnych przeciwciał wiążących galektynę-7 z wysokim powinowactwem i specyficznością.
Nanocząsteczki te, w odróżnieniu od klasycznych przeciwciał, są znacznie mniejsze, bardziej stabilne, łatwiejsze w produkcji i charakteryzują się lepszą przenikalnością do tkanek. Spośród wyizolowanych wariantów największy potencjał wykazała nanocząsteczka nazwana G7N8, która wiązała się z galektyną-7 z wyjątkową selektywnością, nie wykazując przy tym istotnych interakcji z innymi członkami rodziny galektyn, takimi jak galektyna-1 czy galektyna-3. Dzięki temu możliwe stało się precyzyjne celowanie molekularne bez ryzyka reakcji krzyżowych.
Zespół badawczy dokonał następnie sprzężenia G7N8 z chelatorem izotiocyjanianowym (NOTA) oraz znakował ją radioizotopem miedzi-64, co pozwoliło wykorzystać tę cząsteczkę jako radioznacznik do nieinwazyjnego obrazowania PET (pozytonowej tomografii emisyjnej). W modelu mysiego raka potrójnie negatywnego (TNBC), który stanowi jedno z najbardziej agresywnych i trudnych do leczenia nowotworów piersi, zaobserwowano selektywne gromadzenie się radioznacznika G7N8 w obrębie nowotworów eksprymujących galektynę-7. Dodatkowo, cząsteczka nie gromadziła się w innych tkankach, co świadczy o jej wysokiej specyficzności i czystości sygnału — cechach kluczowych z punktu widzenia zarówno diagnostyki, jak i bezpieczeństwa klinicznego.
Warto podkreślić, że nanocząsteczka G7N8 może mieć znacznie szersze zastosowanie niż samo obrazowanie. Dzięki zdolności do blokowania interakcji galektyny-7 z receptorami glikoproteinowymi na limfocytach, może działać jako nowy typ środka immunomodulującego. Otwiera to drogę do terapii wspomagającej odpowiedź układu odpornościowego, chroniąc limfocyty przed apoptozą i wzmacniając ich działanie przeciwnowotworowe.
Ponadto, w przyszłości G7N8 może posłużyć jako nośnik leków przeciwnowotworowych. Takie połączenia – nanocząsteczka plus lek – umożliwiałyby precyzyjne dostarczanie cząsteczek terapeutycznych bezpośrednio do komórek nowotworowych, ograniczając uszkodzenia zdrowych tkanek i tym samym redukując działania niepożądane. Tego rodzaju podejście wpisuje się w coraz bardziej rozwijającą się koncepcję terapii celowanej i personalizowanej onkologii.
Zarówno polski, jak i kanadyjski zespół planują kontynuację prac nad dalszą optymalizacją cząsteczek i testami przedklinicznymi w innych modelach nowotworów. Jak zapowiadają naukowcy, kolejnym krokiem będzie przygotowanie cząsteczek do testów bezpieczeństwa oraz potencjalne rozpoczęcie badań klinicznych I fazy u pacjentów onkologicznych.
