Eksperymenty przeprowadzone przez interdyscyplinarny zespół miały na celu opracowanie płynnego nośnika leku w postaci emulsji wielokrotnej (układ o strukturze typu „krople w kroplach” zawieszone w fazie ciągłej) zawierającego, obok klasycznego chemoterapeutyku, cząsteczki wyciszające geny zaangażowanych w proces nowotworzenia.

Rozwiązanie wykorzystuje mechanizm syntetycznej letalności (wymuszona śmierć komórek) przez zablokowanie/wyciszenie odpowiednich genów naprawy DNA w komórkach nowotworowych. Ponadto zespół zaproponował preparat dermatologiczny do minimalizacji skutków ubocznych chemio i radioterapii w postaci emulsji wielokrotnych do kontrolowanego uwalniania przeciwzapalnych substancji łagodzących stany zapalne skóry pacjentów onkologicznych.

Zwiększenie efektywności chemioterapii glejaka

– Badania laboratoryjne przeprowadzone z użyciem opracowanego nośnika emulsyjnego z terapeutykami, w środowisku komórek glejaka wielopostaciowego wykazały, że zaproponowana przez nasz zespół terapia oparta na indukcji syntetycznej letalności jest znacznie skuteczniejsza od klasycznej chemioterapii – mówi dr hab. inż. Ewa Dłuska, prof. uczelni z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej. – Terapia ta to również szansa na zwiększenie efektywności innych nowych rozwiązań w chemioterapii. Zależnie od dawki terapeutyków uzyskaliśmy około 20-30% spadek żywotności komórek nowotworowych w porównaniu do terapii opartej na wykorzystaniu emulsji bez promotorów wyciszania genów. Docelowo terapia obejmuje wprowadzenie implantu ciekłego w formie emulsji wielokrotnej w miejscu po resekcji guza nowotworowego. Rozwiązanie to jest innowacyjne na tle znanych stałych, czy żelowych implantów i jak wykazały badania doświadczalne, jest skuteczniejsze od klasycznej chemioterapii – dodaje.

Eliminacja skutków ubocznych chemioterapii

Drugim etapem projektu, nad którym obecnie trwają intensywne prace, jest opracowanie emulsji dermatologicznej, która łagodziłaby stany zapalne m.in. skóry i paznokci, wywołane zastosowaniem chemio i radioterapii.

– Opracowywany krem pielęgnacyjny ma formę emulsji wielokrotnej, która dzięki swojej strukturze, czyli krople w kroplach zawarte w fazie ciągłej, pozwala na umieszczenie różnych substancji pielęgnacyjnych i nawilżających w poszczególnych kroplach– opowiada prof. Dłuska. – Taka struktura preparatu zapewnia stopniowe i długotrwałe uwalnianie się tych substancji – wyjaśnia.

By móc sprawdzić skuteczność emulsji, naukowcy w pierwszej kolejności naświetlają komórki skóry ludzkiej dawkami promieniowania odpowiadającymi radioterapii, a następnie wprowadzają do nich wytworzony preparat pielęgnacyjny i sprawdzają stan biologiczny komórek. Uzyskane wyniki w postaci żywotności komórek i ich obrazu morfologicznego potwierdzają skuteczność takiego preparatu już po około 2 dobach stosowania.

– Zakończenie naszego projektu przewidziane jest na koniec 2022 roku. Te ostatnie miesiące planujemy spożytkować na dopracowywanie formuły emulsji pielęgnacyjnej oraz określenie parametrów transportu składników z nośników emulsyjnych o różnej charakterystyce po względem struktury i rozmiaru kropel oraz właściwościach fizykochemicznych – mówi prof. Dłuska.

– 

Projekt „Emulsyjny system dostarczania teraupetyków - leczenie nowotworów wspomagane mechanizmem syntetycznej letalności” jest finansowany z grantu badawczego Centrum Badawczego POB Biotechnologia i inżynieria biomedyczna programu Inicjatywa Doskonałości - Uczelnia Badawcza, który realizowany jest na Politechnice Warszawskiej.

Skład zespołu badawczego:
dr hab. inż. Ewa Dłuska, prof. uczelni; dr hab. Elżbieta Speina; dr inż. Agnieszka Markowska-Radomska; dr inż. Agnieszka Siemion; dr Konrad Kosicki