Группа ученых из США и Китая создала новый метод борьбы с метастазами злокачественных опухолей. Пока он был проверен только на лабораторных мышах и показал высокую эффективность. Исследователи полагают, что в течение ближайшего года им удастся перейти к испытаниям на людях.
В новом методе используется известный с конца 1960-х годов препарат доксорубицин, который и ранее применялся для химической терапии различных видов опухолей. Доксорубицин воздействует на ДНК опухолевых клеток, предотвращая их дальнейшее деление. Однако, попадая в кровь, он также влияет на клетки сердечной мышцы, увеличивая риск сердечной недостаточности у пациента. Поэтому врачи вынуждены снижать вводимую дозу препарата. Целью ученых было добиться попадания доксорубицина прямо к опухоли, чтобы исключить его вредное воздействие на остальной организм.
В начале исследователи во главе с Мауро Феррари (Mauro Ferrari) создали пористые наночастицы кремния, которые смогли стать носителями доксорубицина. Микронный размер и дисковидная форма частиц позволяла им свободно проходить через здоровые кровеносные сосуды, но когда они ударялись о стенки кровеносных сосудов опухоли, которые, как правило, деформированы и ослаблены, они покидали кровоток и выделяли свое содержимое вблизи опухоли. Но этого оказалось недостаточным. Мембранные белки опухолевых клеток действуют как насосы, удаляя лекарство за пределы клетки прежде, чем оно нанесет ей повреждение.
Решая эту проблему, Феррари и его коллеги связали многочисленные молекулы доксорубицина с нитевидными полимерами, а сами полимеры упаковали в наночастицы кремния. Оказываясь в водной среде рядом с опухолью, нити полимера сворачиваются в шарики диаметром всего 20 – 80 нанометров, что примерно соответствует размеру везикул – крошечных пузырьков, которыми обмениваются клетки в ходе их обычных химических связей. Шаровидные клубки полимера, начиненного доксорубицином, легко проникают сквозь мембрану опухолевых клеток и направляются к их ядру.
Ученые использовали и тот факт, что область вокруг ядра имеет большую кислотность, чем возле клеточной мембраны. Они соединили молекулы доксорубицина с полимером химическими связями, которые распадаются в кислой среде. Поэтому препарат высвобождается именно там, где его действие особенно губительно для клеток опухоли.
Испытание этого метода было проведено на мышах, которым были пересажены метастазы опухолей печени и легких человека. Исследователи обнаружили, что наночастицы скапливались внутри опухолевых участков и вокруг них. В результате эксперимента до 50 % мышей с имплантированными опухолями не имели никаких признаков метастазов в течение восьми месяцев. По словам Мауро Феррари, это эквивалентно отсутствию рака у человека в течение 24 лет. Предполагается, что подобный метод доставки препарата прямо к ядру опухолевой клетки можно применить не только для доксорубицина, но и для других лекарств.
Итоги эксперимента опубликованы в научном журнале Nature Biotechnology.
