Možnosti lepšího využití léků proti rakovině zkoumá se svými kolegy profesor Viktor Brabec z Biofyzikálního ústavu Akademie věd ČR. S podporou Grantové agentury České republiky se zaměřuje na léčiva obsahující kovové prvky.
Koncem sedmdesátých let minulého století se mezi protinádorové léky (tzv. cytostatika) zařadila cisplatina – sloučenina na bázi platiny. Aplikuje se infuzí proti řadě nádorů, mezi nejúspěšnější patří léčba nádorů varlat. Později byly připraveny další protinádorově účinné látky odvozené od sloučenin obsahujících atom platiny či jiných kovů – například iridia, ruthenia, osmia, zlata, v poslední době i mědi.
Jedním z mechanismů, kterým tato tzv. metalofarmaka usmrcují nádorové buňky, je jejich schopnost nevratně poškozovat genetický materiál (DNA) a další organely rakovinných buněk.
„Přestože například cisplatina a její deriváty patří k nejzdařilejším léčivům proti rakovině nejen z lékařského, ale i z komerčního hlediska, jejich využití je spojeno s řadou omezení,“ říká profesor Viktor Brabec z Biofyzikálního ústavu Akademie věd ČR v Brně. Nádory si totiž na ně po opakovaném podání dokážou „zvyknout“ a stávají se vůči těmto lékům odolnými. Kromě toho je možné metalofarmaka využít jen pro omezené spektrum nádorů. Především však naprostá většina chemoterapeutik včetně metalofarmak komerčně dostupných i vyvíjených v celosvětovém měřítku postrádá schopnost usmrcovat nádorové kmenové buňky. To je subpopulace rakovinných buněk nacházejících se v nádorech jen ve velmi malém množství, ale významných při nástupu recidivy nádoru a vytváření metastáz.
Pokusy na lidských nádorových buňkách
Tým profesora Brabce se již řadu let s podporou několika grantů poskytnutých Grantovou agenturou České republiky zabývá výzkumem zaměřeným na nová metalofarmaka, která dokážou odstraňovat nejen nádorové kmenové buňky, ale i ostatní buňky nádoru.
Jednou ze strategií zkoumaných v laboratořích profesora Brabce je připravit a testovat nové, tzv. multimodální komplexy kovů. Výzkumníci tedy například k protinádorově účinnému komplexu platiny (např. cisplatině) nebo jiného kovu připojují jednu nebo více funkčních skupin schopných usmrcovat nádorové kmenové buňky. Ty by měly zvýšit účinnost původního komplexu.
„Zjišťujeme tedy, zda má takto sestavený nový komplex očekávané protinádorové vlastnosti, na které nádorové buňky působí a zda je možné jej navrhnout pro další preklinické a klinické zkoušky,“ popisuje Viktor Brabec.
K výzkumu využívají vedle tkáňových kultur z lidských rakovinných buněk kultivovaných v jedné vrstvě také tzv. trojrozměrné sferoidy vytvořené z nádorových buněk, které velmi dobře simulují reálné nádory v prostředí lidského organismu. Příklad slibných cytostatik testovaných v laboratořích profesora Brabce představují deriváty cisplatiny obsahující kyselinu skořicovou. Jsou velmi účinné v usmrcování veškerých buněk nádoru včetně nádorových kmenových buněk rabdomyosarkomu, což je jeden z nejproblematičtějších a špatně léčitelných dětských nádorů.
Světlo řídí aktivitu léku
Důležitou vlastností protinádorových chemoterapeutik je jejich schopnost působit pouze na nádory a ne na zdravé normální buňky. Proto výzkumný tým testuje také tzv. fotoaktivovatelná metalofarmaka. Jejich důležitou vlastností musí být malá nebo žádná aktivita ve tmě, schopnost aktivace po ozáření světlem určité vlnové délky a aktivita v prostředí uvnitř nádorů.
Léčivo se po podání pacientovi šíří v celém těle, nejen v nádorech, a jeho protinádorová aktivita je aktivována ozářením světlem pouze v místě nádoru. Toho lze dosáhnout díky nedávným pokrokům ve vývoji laserů a optických vláken, tedy technologiím, které umožňují ozařovat také vnitřní orgány světlem definované intenzity a vlnové délky.
Příkladem nadějného fotoaktivovatelného cytostatika testovaného v laboratoři profesora Brabce je komplex iridia kombinovaný s molekulou kumarinu, který je po fotoaktivaci schopný účinně ničit jak kmenové, tak i rychle se množící ostatní buňky nádoru, a to především nádoru prostaty. Právě ten je druhým nejčastěji se vyskytujícím typem rakoviny u mužů v celosvětovém měřítku.
VIKTOR BRABEC
Prof. RNDr. Viktor Brabec, DrSc., pracuje v Biofyzikálním ústavu Akademie věd ČR v Brně, je vedoucím oddělení molekulární biofyziky a farmakologie. Přednáší a vede studenty doktorského studia na Přírodovědecké fakultě Univerzity Palackého v Olomouci. Předmětem jeho vědeckého zájmu jsou mechanismy protinádorového působení cytostatik, a s tím související návrhy nových léčiv proti rakovině a také interakce biomakromolekul s biologicky aktivními látkami.
V minulosti působil také dlouhodobě jako vědecký pracovník na Oklahomské univerzitě v USA, jako hostující profesor na Jokohamské univerzitě v Japonsku, nebo jako ředitel výzkumu na ústavu CNRS ve francouzském Orléansu. Jeho výzkum byl oceněn řadou prestižních grantů zahraničních institucí – Howard Hughes Medical Institute (USA), Welcome Trust (Velká Británie), National Institutes of Health (USA). Byl také spoluřešitelem projektu Evropské rady pro výzkum (ERC), koordinoval projekty mnohostranné vědecké spolupráce v rámci programů Evropské komise a Evropské vědecké nadace. Získal také cenu předsedy Grantové agentury České republiky. Publikoval přes 300 studií v mezinárodních časopisech, které byly citovány více než 12 000krát (Hirschův index, jenž odráží citovanost článků autora, je 62).