Rola bleomycyny w leczeniu chorób nowotworowych – nowe odkrycia

Współczesna wiedza na temat bleomycyny – antybiotyku stosowanego w leczeniu różnych nowotworów – jest jeszcze dość uboga. Badania prowadzone przez ekspertów z Arizona State University Biodesign Institute opisują działanie bleomycyny, która niczym para nożyczek „rozcina” dwuniciowego DNA w komórkach nowotworowych. Takie rozcięcie nici DNA prowadzi najczęściej do śmierci komórek rakowych. 

O niezwykłych odkryciach amerykańskich naukowców możemy przeczytać w czasopiśmie the Journal of the American Chemical Society.

Testy po raz pierwszy ujawniły alternatywne biochemiczne mechanizmy rozszczepu DNA z zastosowaniem wspomnianej bleomycyny. Ich wyniki mogą okazać się pomocne przy opracowywaniu nowych leków na raka, które zwalczając go nie niszczyłyby jednocześnie zdrowych komórek.

Czym jest bleomycyna?

Bleomycyna jest antybiotykiem wytwarzanym przez bakterie Streptomyces verticillus. Trzy wersje tego leku, a mianowicie bleomycyny A2, A5 i B2 są najczęściej wykorzystywane w leczeniu chorób nowotworowych. Zdolności bleomecyny do zwalczania nowotworów po raz pierwszy zostały zaobserwowane w 1966 roku przez japońskiego naukowca Hamao Umezawa. W 1973 roku lek został zatwierdzony przez Agencję Żywności i Leków (ang. Food and Drug Administration, w skrócie FDA). Od tej pory był on stosowany w leczeniu ziarnicy złośliwej, raków płaskonabłonkowych i raka jądra. Jedną z zalet bleomycyny jest fakt, że w przeciwieństwie to innych terapii nowotworowych, antybiotyk ten można podawać w stosunkowo małych dawkach. Wcześniej prowadzone badania udowodniły, że bleomycyna zabija szkodliwe komórki migrując do jądra komórkowego oraz znajdującego się w nim DNA, a następnie powodując przerwanie jego sekwencji. Uważa się, że rozczepienie DNA jest pierwotnym mechanizmem, dzięki któremu bleomycyna zabija komórki nowotworowe. Taki rodzaj rozszczepienia nici DNA jest ponadto znacznie trudniejszy do naprawy.

Bleomycyna działa jak nożyczki …

W The Center for BioEnergetics badano kilka typów bleomycyny, tworząc tym samym zbiór pewnych wariantów, które umożliwiałyby znalezienie substancji do niej analogicznej. Zainteresowano się tutaj wszelkimi biochemicznymi procesami bleomycyny, a tym specyfiką poszczególnych regionów biegnących wzdłuż nici DNA oraz samym zjawiskiem jej przecięcia.

Do przeprowadzenia badań wykorzystano bleomycynę A5, która ma podobne właściwości jak A2 i B2. Poprzednie testy ujawniły, że wiąże się ona ściśle z określonymi obszarami nici DNA (zazwyczaj obszarami, gdzie związek chemiczny zwany guanozyną łączy się z cytydyną). Siła tego wiązania jest zależna od stopnia rozszczepienia podwójnej nici DNA. Z ogólnej puli różnych sekwencji DNA wybrano 10, które najściślej wiązały się z bleomycyną. Tzw. struktura „spinki do włosów” jest kolistą strukturą, która tworzy się, gdy poszczególne pary zasad połączą się z innymi zasadami znajdującymi się na tej samej nici. Tej właśnie struktury użyto do zbadania zjawiska rozszczepienia nici DNA. Każdą z 10 próbek DNA poddano procesowi rozcięcia, w więcej niż jednym miejscu, przy czym cięcia te dotyczyły miejsc znajdujących się w bezpośredniej bliskości z obszarem 8 zmienionych par zasadowych. Analiza próbek wystawionych na działanie bleomycyny wykazała obecność aż 31 miejsc przecięcia nici DNA. Poprzednie badania, które prowadzono bez użycia tego antybiotyku uwidaczniały zaledwie 14 takich cięć.

Testy przeprowadzone przez naukowców z Arizony odkrywają nowe mechanizmy, jakie zachodzą w procesie rozszczepiania nici DNA, przy użyciu bleomycyny, której właściwości umożliwiają niszczenie komórek nowotworowych. Specjaliści podkreślają konieczność prowadzenia dalszych badań, gdyż jak twierdzą rak jest dla nich w dalszym ciągu swoistą „czarną dziurą”. Dlatego też niezbędne jest nieprzerwane poszerzanie wiedzy na temat bleomycyny i właściwości.