Twoja wyszukiwarka

PAWEŁ WERNICKI
MAGICZNA KULA
Wiedza i Życie nr 8/2001
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 8/2001

Dotychczas stosowane terapie antyrakowe podobne były do nalotów dywanowych - niszczyły nowotwór, ale uderzały również w zdrowe tkanki. Nowa metoda zwalczania raka działa jak bomba zdalnie sterowana laserem i precyzyjnie trafiająca w cel.

Paul Ehrlich, niemiecki bakteriolog i chemik, laureat Nagrody Nobla z roku 1908, marzył o stworzeniu leku niszczącego ognisko choroby i bezpiecznego dla pozostałych komórek. Cudowny medykament nazwał "magiczną kulą" i choć nigdy nie udało mu się go stworzyć, dziś Ehrlich uważany jest za twórcę nowoczesnej chemioterapii.

Kiedy odkryto cytostatyki - czyli substancje zaburzające podział komórek, wydawało się, że opracowanie leku, który pokona raka, jest tylko kwestią czasu. Takie leki miały niszczyć wyłącznie "zbuntowane" komórki nowotworowe, które dzielą się znacznie szybciej od zdrowych. Niestety, w praktyce okazało się, że uszkadzają one nie tylko chore tkanki, ale także niektóre zdrowe, np. szpik kostny, dając w efekcie uciążliwe objawy uboczne.

Po ponad 20 latach badań podstawowych i przedklinicznych w ostatnią fazę doświadczeń weszła fotodynamiczna metoda leczenia nowotworów, która wydaje się bliższa idei "magicznej kuli" niż wszystkie dotąd stosowane terapie. Precyzyjna, skuteczna i bezpieczna tak najkrócej można określić jej zalety. Nowotwór jest niszczony światłem lasera.Najpierw jednak zrakowaciałe komórki trzeba uczulić na jego działanie. Cała sztuka polega więc na znalezieniu substancji, które uwrażliwią wyłącznie chore miejsce.

Mechanizm niszczenia raka jest skomplikowany i nie w pełni jeszcze poznany. Funkcję amunicji pełni atom tlenu uwalniany w trakcie reakcji fotochemicznej zachodzącej przy naświetleniu uczulonego miejsca światłem laserowym o odpowiednio dobranej długości fali. Sama reakcja może zachodzić w różnych strukturach komórki. Na obecnym etapie badań ta metoda wydaje się bezpieczna i wolna od efektów ubocznych. Przede wszystkim substancje uczulające gromadzą się wybiórczo w ognisku chorobowym. Ponadto reakcje fotochemiczne w tkance nowotworowej przebiegają inaczej niż w zdrowej, nawet wtedy gdy stężenie leku uczulającego na światło jest w obu identyczne.

Tu ciekawostka - zdarzają się przypadki samoistnego fotouczulenia. Niestety, dla człowieka są bardzo niekorzystne. Chodzi o rzadką chorobę metaboliczną - porfirię. W organizmie chorego gromadzą się nieprawidłowe związki z grupy porfiryn (uroporfiryna, koproporfiryna, protoporfiryna). Zależnie od postaci choroby i rodzaju porfiryny występują bardzo zróżnicowane objawy, które mogą sprawiać wrażenie choroby psychicznej, choroby serca czy na przykład zapalenia wyrostka robaczkowego. W niektórych przypadkach pod wpływem światła na skórze powstają pęcherze i przebarwienia. To skutek reakcji fotochemicznej spowodowanej obecnością dużej ilości nieprawidłowych porfiryn. Ratunkiem staje się więc ciemność. Niektórzy twierdzą, że źródłem legend o wampirach bojących się światła byli właśnie chorzy na porfirię.

Nic dziwnego, że w poszukiwaniu odpowiednich substancji fotouczulających uczeni zwrócili uwagę na porfiryny. Związki te są podstawowym składnikiem hemoglobiny, nadającej krwi czerwoną barwę, i chlorofilu - zielonego barwnika obecnego w liściach. Są więc niezbędne do życia. Największe zainteresowanie budzą jednak ze względu na możliwości ich zastosowania w terapii przeciwnowotworowej.

Fotouczulacz musi spełniać kilka warunków. Przede wszystkim powinien gromadzić się głównie w komórkach nowotworowych, a nie zdrowych, i pozostawać tam długo - przez 70-150 godzin. Równie ważne jest to, żeby uaktywniał się pod wpływem światła o takiej długości, jakiej nie pochłaniają tkanki lub woda. W przeciwnym razie reakcja fotochemiczna będzie zbyt słaba. I oczywiście musi być bezpieczny dla naświetlanej laserem zdrowej tkanki. Odrębną sprawą jest forma leku. Może on być podawany miejscowo lub dożylnie, ale musi dotrzeć do chorego miejsca. Rozwiązano to w ten sposób, że do porfiryny dołączono łańcuch aminokwasów, który działa jak kod pocztowy - dzięki niemu lek trafia do tej tkanki, którą trzeba zniszczyć.

Na razie odpowiednie wymagania spełniają w wystarczającym stopniu dwa związki z grupy porfiryn - tylko one otrzymały atest amerykańskiej Food and Drug Administration i są stosowane na świecie do badań klinicznych. Ale poszukiwania trwają. W Polsce, w Wojskowej Akademii Technicznej pod kierunkiem prof. Alfredy Graczykowej opracowano substancje, które stosuje się do naszych rodzimych badań klinicznych. Także drugi niezbędny element metody fotodynamicznej - zestaw laserowy - skonstruowali specjaliści z WAT dr inż. Mirosław Kwaśny i dr inż. Zygmunt Mierczyk. Wszyscy troje za swoje prace, które są prowadzone od ponad 15 lat, otrzymali liczne nagrody.

Już dziś próbuje się wykorzystać metodę fotodynamiczną nie tylko do leczenia nowotworów. Nadmierne wytwarzanie naczyń krwionośnych pod siatkówką oka jest jedną z głównych przyczyn utraty wzroku (ryciny a, b przedstawiają kolejno przekrój prawidłowej siatkówki oraz dno oka, ryciny c, d – te same struktury chorobowo zmienione). Okazuje się, że niepotrzebne naczynia można zniszczyć za pomocą lasera (ryciny 1–6). Po dożylnym wstrzyknięciu (1) substancja fotouczulająca łączy się z krążącymi we krwi lipoproteinami LDL (2) i wraz z nimi gromadzi się w nowych naczyniach krwionośnych siatkówki (3). Światło lasera (4) uaktywnia fotouczulacz wyniku reakcji z tlenem uwalniane są wolne rodniki (5), które niszczą niepotrzebne naczynia (6)

Czy i kiedy spełnią się nadzieje związane z metodą fotodynamiczną? Badania nad jej zastosowaniem rozwijają się od początku lat osiemdziesiątych w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, Japonii, Chinach, Australii i wszystkich krajach Europy Zachodniej. Ponadto w Rosji, Estonii, Bułgarii oraz na Litwie i Ukrainie. Do końca 1996 roku, według danych z literatury, leczono w ten sposób kilkadziesiąt tysięcy osób z nowotworami o różnej lokalizacji i stopniu zaawansowania.

Już dziś wiadomo, że metoda fotodynamiczna może pomóc nawet wtedy, gdy zawodzą cytostatyki. Na przykład u osób z licznymi przerzutami do skóry pozwala zmniejszyć, a nawet zlikwidować szczególnie uciążliwe, nie gojące się rany, co znacznie poprawia jakość życia najciężej chorych. Najbardziej zaawansowane są próby leczenia raka płuca, przełyku i pęcherza moczowego - w USA, Japonii, Australii i kilku krajach europejskich prowadzi się trzecią fazę badań klinicznych.

Ogromną zaletą metody fotodynamicznej jest to, że pozwala wykryć i zniszczyć guz. Wystarczy tylko dobrać właściwą długość fali światła do każdej z tych funkcji. Najbardziej obiecujące jest zaś to, że uwidacznia, a więc i niszczy naprawdę minimalne zmiany nowotworowe, nawet wielkości 1 mm, niezwykle trudne do wykrycia innymi metodami.

Obecnie w Lublinie, Warszawie, Łodzi i na Śląsku prowadzone są badania kliniczne dotyczące nowotworów skóry, płuca, klatki piersiowej, jamy ustnej, krtani, pęcherza i narządów rodnych. Zaangażowały się w nie liczące się placówki naukowe, m.in. kilka klinik Akademii Medycznej w Warszawie i Centralny Szpital Kliniczny WAM. O wynikach prowadzonych badań poinformujemy naszych Czytelników.

Historia metody fotodynamicznej

Pierwsze próby leczenia światłem podjęli już starożytni Grecy, ale dopiero na początku XX wieku zmierzono się z tym problemem w sposób naukowy. Kiedy okazało się, że żywe organizmy - do badań wykorzystano pantofelka - można zniszczyć, aplikując barwnik i jednocześnie wystawiając je na działanie światła, spróbowano tej samej sztuczki z nowotworem skóry. Dopiero jednak w latach czterdziestych udowodniono, że pewne barwniki gromadzą się wybiórczo w tkankach nowotworowych. Była to dobra podstawa, by rozpocząć prace nad nową fotodynamiczną metodą leczenia nowotworów. Na początku lat sześćdziesiątych spróbowano w ten sposób wyleczyć chorą na raka piersi. I choć wtedy się nie udało, to uzyskano obiektywny dowód, że kombinacja barwników fotouczulających oraz światła może pomóc wykryć i zniszczyć tkankę nowotworową. Chore komórki mogą być przy tym umiejscowione wewnątrz ciała, a nie tylko na jego powierzchni. Właściwy rozwój metody fotodynamicznej rozpoczął się w połowie lat siedemdziesiątych, kiedy po raz pierwszy użyto do badań światła laserowego.