Naukowcy z Virginia Tech proponują nową, zaskakująco subtelną metodę walki z nowotworami. Zamiast niszczyć guzy wysokim napięciem, jak robi to tradycyjna elektroablacja, stosują impulsy elektryczne o obniżonej mocy. Efekt? Nie zniszczenie, lecz przemodelowanie mikrośrodowiska guza – tak, by układ odpornościowy sam lepiej rozpoznawał i atakował komórki rakowe. To może być przełom w leczeniu nowotworów, szczególnie w połączeniu z immunoterapią.
H-FIRE nie zabija, lecz zmienia raka
Technologia H-FIRE (High-Frequency Irreversible Electroporation) znana jest onkologom jako narzędzie do ablacji – za pomocą intensywnych impulsów elektrycznych uszkadza błony komórkowe nowotworów, powodując ich śmierć. Metoda ta, choć skuteczna w niszczeniu centralnych obszarów guza, często pozostawia peryferyjne komórki nienaruszone. Te właśnie fragmenty mogą prowadzić do nawrotu choroby.
Czytaj też: CRISPR/Cas9, komórki tłuszczowe i głodujące nowotwory. Pomysłowa metoda walki z rakiem
Nowe badania prowadzone przez zespół dr Jennifer Munson z Fralin Biomedical Research Institute przy Virginia Tech pokazują jednak, że ta sama technologia – zastosowana w znacznie niższej intensywności – wywołuje zupełnie inny efekt biologiczny. Zamiast niszczyć komórki nowotworowe, impulsy elektryczne o subablacyjnej mocy powodują błyskawiczne zmiany w architekturze guza. Po zaledwie 24 godzinach w modelach raka piersi zaobserwowano wyraźny wzrost liczby naczyń krwionośnych w obrębie guza, a po trzech dniach także istotny przyrost naczyń limfatycznych. To odkrycie rzuca nowe światło na immunologiczną rolę mikrośrodowiska nowotworu.
W opublikowanym w czasopiśmie Annals of Biomedical Engineering artykule badacze opisują, jak impulsy subablacyjne mogą aktywować mechanizmy wcześniej niedostrzegane. Kluczowa nie jest tu śmierć komórek, lecz to, co dzieje się w ich otoczeniu. Nowotwory są znane z tego, że tworzą wokół siebie środowisko wysoce nieprzyjazne dla układu odpornościowego – zniekształcone naczynia krwionośne, zaburzony drenaż limfatyczny i immunosupresyjne sygnały skutecznie utrudniają dostęp komórek efektorowych, takich jak limfocyty T.
Terapia niskonapięciowa zmienia tę sytuację diametralnie. Poprawa perfuzji oznacza lepszy dopływ krwi i składników odżywczych, ale także łatwiejszy dostęp dla komórek odpornościowych. Z kolei rozrost naczyń limfatycznych przywraca skuteczny drenaż, a tym samym komunikację między guzem a układem immunologicznym.
Dr Jennifer Munson tłumaczy to następująco:
Subablacyjna H-FIRE nie eliminuje guza bezpośrednio, ale zmienia zasady gry. Widzimy sygnały, które sugerują, że komórki odpornościowe mogą być skuteczniej kierowane do miejsca guza poprzez układ limfatyczny.
Immunoterapia w nowym świetle
W ostatnich latach immunoterapia zrewolucjonizowała leczenie niektórych nowotworów. Jednak jej skuteczność często bywa ograniczona właśnie przez fizyczną i biologiczną niedostępność guza. Guzy lite często pozostają odporne nie dlatego, że są niewidoczne immunologicznie, ale dlatego, że limfocyty T nie mogą do nich dotrzeć lub nie są w stanie tam przetrwać.
Czytaj też: W epicentrum genetycznego chaosu. Przełomowa terapia rozbraja najgroźniejszego raka
Nowe badania wskazują, że zastosowanie subablacyjnej H-FIRE może to zmienić. Impulsy nie tylko ułatwiają fizyczny dostęp do guza, ale także mogą modyfikować sygnały chemiczne i strukturalne, które sprzyjają napływowi komórek odpornościowych. Co więcej, w analizach przeprowadzonych przez zespół dr Munson zauważono, że zmiany w guzie korelują z aktywnością w okolicznych węzłach chłonnych, co sugeruje istnienie szerszego, systemowego efektu immunologicznego. To ważna obserwacja, bo dotychczas wpływ terapii elektroimpulsowej na układ limfatyczny pozostawał praktycznie niezbadany.
W świetle tych odkryć kolejne etapy badań mają skupić się na precyzyjnym mapowaniu aktywności układu odpornościowego po zabiegu H-FIRE. Chodzi o identyfikację konkretnych typów komórek biorących udział w odpowiedzi immunologicznej, czas ich aktywacji i sposób poruszania się w przebudowanym środowisku nowotworowym. Badacze planują też eksperymenty łączące H-FIRE z istniejącymi już terapiami immunomodulacyjnymi, by ocenić, czy impulsy elektryczne mogą działać jak „katalizator” zwiększający skuteczność leków takich jak przeciwciała monoklonalne czy interleukiny.
Projekt uzyskał wsparcie m.in. ze strony National Cancer Institute, National Center for Advancing Translational Sciences oraz National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering. Takie finansowanie podkreśla wagę badań, które mogą wpłynąć na przyszły standard leczenia nowotworów litych – nie tylko poprzez agresję, lecz przez „otwieranie drzwi” układowi immunologicznemu.
