В университете штата Мичиган, США с использованием современных нанотехнологий был разработан своеобразный аналог «троянского коня» для переноса химиопрепаратов внутрь злокачественных клеток.

Ранее в работах с использованием в качестве экспериментальной модели клеточных культур было доказано, что наночастицы способны доставлять прикрепленные к ним молекулы веществ, имеющих противоопухолевое действие, непосредственно внутрь клеток-мишеней, усиливая при этом их терапевтический эффект.

Исследователи Мичиганского университета провели работу по изучению поведения наночастиц, нагруженных химиопрепаратами, в живом организме. При внутривенном введении такие частицы способны покидать кровяное русло и накапливаться в опухолевых клетках. Это обеспечивает выраженный противоопухолевый эффект и, в то же время, снижает токсическое воздействие препаратов на окружающие опухоль здоровые клетки.

В качестве переносчиков были использованы дендримеры - молекулы искусственного полимера. Диаметр одного дендримера менее 5 нанометров, что позволяет ему проникать сквозь мельчайшие поры клеточной мембраны.

Дендримеры обладают разветвленной древоподобной структурой, что позволяет прикреплять к ним одновременно несколько различных молекул. В своих экспериментах исследователи прикрепляли к «ветвям» дендримеров метотрексат – сильный противоопухолевый препарат, – флуоресцентный краситель и свое секретное оружие – фолиевую кислоту.

Фолиевая кислота – витамин, необходимый для функционирования всех клеток организма. Как известно, опухолевые клетки очень активно делятся и для обеспечения их жизнедеятельности это вещество требуется в повышенных количествах. Для обеспечения максимального поступления фолиевой кислоты многие раковые клетки содержат на своей поверхности большое количество рецепторов, связывающихся с ее молекулами и обеспечивающих их проникновение внутрь клетки.

Таким образом, используется известный со времен античности принцип «троянского коня». Молекулы фолиевой кислоты связываются с рецепторами на мембране опухолевой клетки. Клетка немедленно усваивает необходимый ей витамин, но в то же время она поглощает отравляющий ее метотрексат

При применении традиционных методов химитерапии препараты типа метотрексата диффундируют через клеточную мембрану. Это медленный процесс, требующий наличия высокой концентрации вещества в межклеточной жидкости, что может вызвать повреждение здоровых клеток и тканей организма.

Для тестирования нового метода терапии использовались лабораторные мыши, которым предварительно водились клетки рака кожи человека. При этом применение наночастиц в комплексе с фолиевой кислотой и метотрексатом в 10 раз эффективнее замедляло рост опухолей, чем введение исключительно метотрексата. Кроме того, токсичность нового метода была существенно ниже.

В самых длительных экспериментах, продолжавшихся 99 дней, выживало от 30 до 40% животных, получавших наночастицы в комплексе с препаратом. В то время как все мыши, получавшие только метотрексат, погибали либо из-за чрезмерного разрастания опухоли, либо от токсических эффектов препарата.

Авторы утверждают, что с помощью нового подхода к терапии им удалось отложить терминальную стадию опухолевого роста в среднем на 30 дней. Это существенное достижение, особенно принимая во внимание продолжительность жизни мышей. Один месяц мышиной жизни соответствует трем годам жизни человека.

До того, как начать апробирование использования наночастиц для лечения опухолей, исследователи вводили дендримеры в кровоток мышей для выяснения закономерностей их накопления и выведения из организма. Оказалось, что частицы быстро отфильтровываются почками и выводятся с мочой. Также не было получено доказательств ни их способности покидать кровоток и проникать в мозг, ни развития иммунного ответа.

В течение двух лет исследователи планируют установить максимальную терапевтическую дозу препарата и завершить все предварительные этапы работы, необходимые для начала клинических испытаний нового метода терапии. Кроме того, они планируют апробировать применение других химиопрепаратов в комплексе с наночастицами. Возможно, это поможет решить проблему многих высокоэффективных противоопухолевых средств, которые не могут быть использованы в силу своей высокой токсичности.

Источник новости: Bio.com

Пересказала Е. Рябцева