Hvordan en parasittisk fisk kan hjelpe oss med å bekjempe hjernekreft og hjerneslag
Forskere henvender seg til en eldgammel fiskearter i et forsøk på å finne en bedre måte å levere terapeutiske medikamenter til hjernen for å behandle tilstander og hendelser som spenner fra kreft til hjerneslag.
Bildekreditt: T. Lawrence, Great Lakes Fishery Commission
Lampreys er en av de eldste gjenlevende artene av ål-lignende kjevefri fisk. De befolker både elver og kystvann i tempererte regioner rundt om i verden.
Disse merkelige fiskene blir spesielt uhyggelige av deres benfrie, tannfôrede munn. De er også parasittiske og spiser blod fra andre fisker.
Ny forskning antyder at disse vannboerne kan gi et tilpasningsmiddel for medisiner som behandler de biologiske effektene av tilstander eller helsebegivenheter som påvirker hjernen.
En nylig studie, utført av et team av forskere fra University of Wisconsin-Madison og University of Texas i Austin, har sett på en type molekyl fra immunsystemet til lampreys, kalt “variable lymfocyttreseptorer” (VLR).
Forskerne forklarer at det som gjør VLR-er interessante, er deres evne til å målrette den ekstracellulære matrisen (ECM), et nettverk av makromolekyler som gir struktur til cellene de omgir.
Dette nettverket utgjør en stor del av sentralnervesystemet, så forskerteamet mener at VLR kan bidra til å føre medisiner til hjernen, noe som øker effektiviteten av behandlinger for hjernekreft, hjerne traumer eller hjerneslag.
“Dette settet med målrettede molekyler virker noe agnostisk for sykdommen. Vi tror det kan brukes som en plattformsteknologi i flere forhold. ”
Studieforfatter Prof. Eric Shusta
Forskerne testet hypotesen om musemodeller av aggressiv hjernekreft, og de rapporterer resultatene i tidsskriftet Vitenskapelige fremskritt.
Et lovende eksperiment
Normalt vil ikke narkotika lett trenge gjennom hjernen fordi den er beskyttet av hjerne-blodbarrieren, som stopper potensielt skadelige stoffer som lekker inn i hjernen. Imidlertid forhindrer denne barrieren medisinen fra å nå målet.
I tilfelle noen helsehendelser som påvirker hjernen, løsner hjerne-blodbarrieren seg, noe som kan utsette hjernen for ytterligere problemer, men som også lar medisiner komme inn.
I den nåværende forskningen var etterforskerne interessert i å teste effektiviteten av VLR, ved å dra nytte av forstyrrelsen av hjerne-blodbarrieren i tilfelle glioblastom, en aggressiv form for hjernekreft.
"Molekyler som dette [VLRs] kunne normalt ikke frakte last inn i hjernen, men hvor som helst det er en blod-hjerne-barriereforstyrrelse, kan de levere medisiner rett til stedet for patologi," forklarer prof. Shusta.
Forskergruppen jobbet med musemodeller for glioblastom, og behandlet dem med VLR-er bundet til doxorubicin, et legemiddel som brukes til å behandle denne kreftformen hos mennesker.
Prof. Shusta og kollegaer rapporterer at denne tilnærmingen var lovende, og forlenget overlevelsen hos gnagere behandlet med denne eksperimentelle kombinasjonen.
Etterforskerne bemerker at binding av VLR til forskjellige medisiner kan ha en annen viktig fordel - det kan tillate spesialister å levere betydelig høyere doser av disse stoffene til hjernens ECM.
"I likhet med vann som suges inn i en svamp, vil lamprey-molekylene potensielt akkumulere mye mer av stoffet i den rikelige matrisen rundt celler sammenlignet med spesifikk levering til celler," illustrerer medforfatter Prof. John Kuo.
Og dette bindende "trikset" kan bidra til å løse enda et problem. Forskerne forklarer at hjerneceller kan være deres egen fiende når det gjelder behandling, siden de “forkaster” kjemikalier som når dem.
Imidlertid, siden VLR er målrettet mot ECM som omgir hjerneceller, kan dette tillate at stoffene virker på cellene i lengre perioder.
"Dette kan være en måte å holde terapier på plass som ellers ikke akkumuleres godt i hjernen, slik at de kan bli mer effektive," sier medforfatter Ben Umlauf, Ph.D.
'Prøver denne strategien i forskjellige modeller'
Til slutt bemerker forskerne at VLR-ene sirkulerer fritt gjennom kroppen i musemodellene, men de akkumuleres ikke i sunt vev. Dette antyder at disse molekylene ikke vil forstyrre sunne, fungerende organer.
Fremover vil etterforskerne prøve å kombinere VLR med andre typer kreftmedisiner, inkludert de som brukes i immunterapi, for å se hvor godt molekylene vil fungere med et mer variert utvalg av terapier.
En annen mulighet som forskerne ønsker å undersøke, er å bruke VLR for å oppdage eventuelle forstyrrelser i blod-hjerne-barrieren, noe som kan indikere utbruddet av en helsehendelse. De foreslår å gjøre dette ved å binde VLR til sofistikerte sonder som er kompatible med hjerneavbildningsteknologier.
Foreløpig er jeg imidlertid "spent på å prøve denne strategien i forskjellige sykdomsmodellsystemer," erklærer Kuo og legger til at "[her] er flere sykdomsprosesser som forstyrrer blod-hjerne-barrieren, og vi kan tenke oss å levere en rekke forskjellige terapier med disse molekylene. ”
