Fot. Wydział Chemii Uniwersytetu Gdańskiego, źródło: www.ug.edu.pl

Radioterapia to jedna z głównych metod zwalczania tzw. nowotworów litych (guzów). Promieniowanie jonizujące, wykorzystywane w radioterapii, prowadzi jednak do wielu efektów ubocznych i powikłań. Dlatego tak bardzo pożądane są metody zwiększające skuteczność radioterapii i minimalizujące jej negatywne efekty.

– Problem ten można rozwiązać przez zastosowanie radiosensybilizatorów (radiouczulaczy) – związków chemicznych, które uczulają komórki nowotworowe na promieniowanie jonizujące. Ostatecznym efektem zastosowanie uczulacza  jest uszkodzenie DNA, prowadzące do śmierci komórek nowotworowych – mówi prof. dr hab. Janusz Rak z Katedry Chemii Fizycznej Wydziału Chemii Uniwersytetu Gdańskiego.  – Wynalazek dotyczy  medycznego zastosowania ISdU, tj. 5-jodo-4-tio-2’-deoksyurydyny jako radiouczulacza. Związek ten stanowi chemiczną modyfikację nukleozydu (2’-deoksyurydyny), a więc naturalnej „cegiełki” używanej przez organizm do syntezy RNA. Ze względu na stosunkowo niewielką zmianę w budowie molekuły, komórkowe systemy enzymatyczne przygotowujące natywne nukleozydy i wcielające je do DNA, czy to w czasie biosyntezy, czy naprawy nie „dostrzegają” wprowadzonych zmian strukturalnych, biorąc ISdU za natywną tymidynę. Wyniki badań, w szczególności rezultaty testu klonogeniczności, określającego poziom wznowy proliferacji po napromienieniu hodowli komórkowych określoną dawką promieniowanie jonizującego,  potwierdziły, że ISdU znacząco uczula komórki raka piersi.

Należy podkreślić szczególne znaczenie wynalazku  w kontekście możliwości zmniejszenia dawki promieniowania, a co za tym idzie – również ochrony radiologicznej zdrowych tkanek. – ISdU nie tylko przyczynia się do zwiększenia skuteczności radioterapii, ale też pozwala na zmniejszenie terapeutycznej dawki promieniowania, co oznacza lepszą ochronę radiologiczną zdrowych tkanek – dodaje prof. dr hab. Janusz Rak. – Związek generuje pęknięcia jednoniciowe DNA po przyłączeniu doń solwatowanego elektronu powstającego w trakcie radiolizy wody (głównego składnika żywych komórek). Hydratowane elektrony (e-hyd) tworzą  się w komórkach pod wpływem promieniowania jonizującego w tej samej ilości, co najbardziej genotoksyczne rodniki hydroksylowe, jednak po przyłączeniu do natywnego DNA nie wywołują żadnych negatywnych skutków. Dopiero wprowadzenie do podwójnej helisy ISdU uczula DNA na e-hyd. Warto podkreślić, że ISdU działa w warunkach beztlenowych (w hipoksji), które z jednej strony obniżają niszczącą zdolność promieniowania jonizującego, a z drugiej są charakterystyczną cechą nowotworów litych (około 80% przypadków). Kliniczne zastosowanie ISdU powinno więc prowadzić do zwiększonej ochrony radiologicznej oraz skuteczności radioterapii w warunkach hipoksji. Kolejny etap badań, poprzedzający próby kliniczne, to testy na modelach zwierzęcych, które planowane są w przyszłym roku.

Patent jest efektem pracy zespołu, w skład którego wchodzą pracownicy Katedry Chemii Fizycznej Uniwersytetu Gdańskiego: prof. dr hab. Janusz Rak, dr inż. Witold Kozak, dr Samanta Romanowska, dr Magdalena Zdrowowicz-Żamojć oraz Paulina Spisz. Opracowana metoda ma szansę nie tylko zwiększyć efektywność radioterapii, ale i złagodzić skutki uboczne odczuwane przez pacjentów.