Наночастицы под маской опухоли усилили доставку лекарства при меланоме

Мембрана опухоли как «маскировка»: российские ученые предложили новый способ точнее доставлять препараты против рака

Главная проблема современной химиотерапии — не только сила препарата, но и точность его доставки

За последние десятилетия онкология получила множество высокоактивных противоопухолевых препаратов. Однако многие из них обладают серьезным недостатком: они повреждают не только опухолевые, но и здоровые клетки организма.

Именно поэтому эффективность лечения часто ограничивается не способностью препарата уничтожать рак, а тем, какую дозу пациент способен перенести без тяжелых побочных эффектов. В результате врачам нередко приходится снижать дозировку, жертвуя частью терапевтического эффекта.

Одним из наиболее перспективных решений считается адресная доставка лекарств с помощью наночастиц — микроскопических носителей, способных транспортировать действующее вещество непосредственно в опухоль.

Но и здесь существует серьезная проблема: многие опухоли плохо захватывают даже специально разработанные наночастицы, поэтому лишь небольшая часть препарата достигает нужной цели.

Мембрана опухолевой клетки превратила наночастицу в «свою»

Исследователи НИТУ МИСИС решили использовать биологический принцип, давно известный в природе.

Они покрыли полимерные наночастицы мембранами опухолевых клеток меланомы. Мембрана — это наружная оболочка клетки, содержащая белки, липиды и другие молекулы, по которым клетки распознают друг друга.

После такого покрытия наночастицы становятся похожими на сами опухолевые клетки.

Подобная маскировка обеспечивает сразу два важных преимущества.

Во-первых, иммунная система значительно хуже распознает такие частицы как чужеродные и медленнее удаляет их из организма.

Во-вторых, сами опухолевые клетки охотнее поглощают объекты, поверхность которых напоминает их собственную. Этот феномен известен как гомотипическое распознавание — способность клеток одного типа легче взаимодействовать между собой.

Именно этот механизм исследователи использовали для повышения точности доставки лекарства.

Дактиномицин удалось удержать внутри наночастицы и высвобождать постепенно

В качестве противоопухолевого препарата ученые использовали дактиномицин — цитостатик, применяемый при лечении ряда злокачественных опухолей.

Авторы подобрали условия синтеза таким образом, чтобы наночастицы содержали максимальное количество препарата и одновременно высвобождали его постепенно уже после попадания внутрь опухолевых клеток.

Такой подход потенциально позволяет решить сразу две задачи:

• увеличить концентрацию лекарства непосредственно в опухоли;
• уменьшить воздействие препарата на здоровые ткани.

Именно контролируемое высвобождение считается одним из ключевых преимуществ современных систем доставки лекарств.

В лабораторных экспериментах эффективность оказалась примерно вдвое выше

Испытания проводились на культурах клеток меланомы.

По данным исследователей, наночастицы с покрытием из мембран опухолевых клеток значительно активнее проникали внутрь клеток, чем существующие варианты доставки.

В результате противоопухолевый эффект оказался примерно в два раза выше.

Важно понимать, что речь идет об исследованиях in vitro — то есть в лабораторной культуре клеток.

Это необходимый этап разработки, однако он еще не показывает, насколько технология будет работать в организме человека.

До возможного клинического применения предстоит пройти исследования на животных, оценить безопасность новой платформы, а затем провести несколько фаз клинических испытаний.

Российская работа развивается в русле одного из самых быстрорастущих направлений наноонкологии

Использование мембран клеток в качестве естественного покрытия наночастиц сегодня стало одним из наиболее заметных направлений биомедицинской инженерии.

Во всем мире исследователи изучают покрытия из мембран опухолевых клеток, иммунных клеток, тромбоцитов, эритроцитов и других клеточных типов.

Главная идея заключается не в создании нового лекарства, а в создании более совершенного «транспорта» для уже существующих препаратов.

Такие биомиметические системы позволяют одновременно:

• снижать распознавание иммунной системой;
• увеличивать время циркуляции частиц в крови;
• повышать накопление лекарства в опухоли;
• уменьшать повреждение здоровых тканей.

Похожие подходы уже исследуются для лечения рака молочной железы, поджелудочной железы, глиобластомы и других солидных опухолей. Однако большинство подобных технологий пока также находится на доклинической стадии.

Почему одного успешного эксперимента пока недостаточно

Несмотря на обнадеживающие результаты, технология сталкивается с рядом сложных задач.

Необходимо убедиться, что подобное покрытие одинаково эффективно работает при разных типах опухолей.

Кроме того, предстоит решить вопросы масштабируемого производства, стандартизации получения клеточных мембран и контроля качества каждой партии наночастиц.

Отдельной задачей остается безопасность. Хотя использование собственных биологических мембран выглядит многообещающим, исследователям еще предстоит убедиться, что подобная технология не вызывает неожиданных иммунологических или биологических эффектов при длительном применении.

Именно поэтому результаты лабораторного исследования нельзя напрямую переносить на клиническую практику.

Новая система доставки может оказаться не менее важной, чем новые противоопухолевые препараты

Современная онкология постепенно смещает акцент с поиска исключительно новых молекул на совершенствование способов доставки уже существующих лекарств.

Во многих случаях эффективность терапии определяется не тем, насколько сильным является препарат сам по себе, а тем, какое его количество действительно достигает опухоли.

Если подобные технологии подтвердят свою эффективность в клинических исследованиях, они потенциально смогут:

• повысить эффективность уже известных противоопухолевых препаратов;
• снизить токсичность лечения;
• расширить возможности персонализированной терапии;
• сделать лечение более точным без необходимости создавать принципиально новые лекарства.

Именно поэтому развитие адресной доставки сегодня считается одним из ключевых направлений мировой наномедицины.