Slovenski raziskovalci s plinskimi vezikli do izboljšanja ultrazvočne terapije
Ljubljana, 20. junija - Raziskovalci Kemijskega inštituta so v sodelovanju z raziskovalci Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani odkrili, da lahko posebne proteinske strukture, imenovane plinski vezikli, izboljšajo učinkovitost ultrazvočne terapije. Njihovo odkritje bo lahko med drugim omogočilo bolj natančno, hitro in ciljno zdravljenje rakavih obolenj.
Ultrazvok je uporabna metoda v diagnostiki, saj omogoča neinvazivno opazovanje tkiv globoko v telesa, so v sporočilu za javnost zapisali na Kemijskem inštitutu. Kot so navedli, lahko pri določenih pogojih z ultrazvokom dosežemo določeno odzivnost celic v telesu, vendar pa je ta učinek majhen, za njegovo ojačanje zato potrebujemo posebne strukture. Za boljše, natančnejše ultrazvočno opazovanje dogajanja znotraj človeškega telesa si zdravniki sicer pogosto pomagajo tako, da na primer v žilo vbrizgajo posebne vrste plinskih mehurčkov, ki se zaradi svoje strukture obnašajo drugače od tkiv, ter zato izboljšajo vidnost ali kontrast določenih tkiv v telesu.
Za učinkovite ojačevalce ultrazvočnega signala pa so se izkazali tudi proteinski plinski vezikli. "Gre za majhne, z zrakom napolnjene proteinske strukture, ki navadno nekaterim vodnim mikroorganizmom omogočajo, da plavajo na vodi. Njihova lastnost, da v svoje votle proteinske strukture ujamejo zrak, pa je, podobno kot pri plinskih mehurčkih, zelo uporabna tudi pri ultrazvoku," je za STA pojasnila ena od avtoric študije in raziskovalka na Kemijskem inštitutu Mojca Benčina.
Raziskovalci so v sklopu študije, ki so jo objavili v reviji ACS Nano, izolirali plinske vezikle bakterije Bacillusa megateriuma in jih pripeli na celice sesalcev. Spremljali so učinek proteinskih plinskih veziklov na prenos ultrazvoka na celico. "Ugotovili smo, da se celice, na katere smo pripeli plinske vezikle, močneje odzivajo na ultrazvočno stimulacijo, kot celice, ki teh veziklov niso imele," je poudarila Benčina.
Kot je pojasnila, so plinski vezikli torej izboljšali vidnost oz. kontrast struktur celic, še pomembneje pa je, da so se ob ultrazvoku začeli tresti in so posledično tresli tudi celice, na katere so bili pripeti. "S tem so pravzaprav sprožili dodaten signal, ki ga sicer ultrazvok ne bi sprožil in tako ojačali njegovo delovanje," je dejala.
Po njenih besedah ima njihovo odkritje potencial za izboljšanje ultrazvočne terapije, s katero bi lahko učinkoviteje, hitreje in bolj ciljno zdravili tudi nekatera rakava obolenja. "Trenutno na primer poznamo CAR-T celično zdravljenje, napredno obliko imunoterapije, kjer celice bolnika gensko preoblikujemo, da se te učinkoviteje borijo proti rakavim celicam. Slabost terapije pa je v tem, da se tovrstne celice odzovejo povsod v telesu. S pomočjo plinskih veziklov pa bi z ultrazvokom lahko gensko spremenjene celice aktivirali na omejenem mestu v človeškem telesu," je poudarila.
Poleg tega ultrazvočna terapija bolniku predstavlja prijazen, neinvaziven postopek, saj aktivacija celic s sevanjem poteka na daljavo, je dodala. Čeprav je pred klinično uporabo še veliko raziskav, je Benčina optimistična glede prihodnosti. "Plinski vezikli bi lahko postali nepogrešljivo orodje v medicinski praksi, zlasti v terapijah, kjer je vključen ultrazvok," je dejala. Raziskave na tem področju že potekajo tudi drugod po svetu, kar po njenih besedah kaže na veliko zanimanje znanstvene skupnosti za to obetavno tehnologijo.
Študija je dostopna na: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c01498