Новая 3D-модель клеточной культуры демонстрирует селективное поглощение наночастиц опухолью
Система доставки лекарств с помощью наночастиц, разработанная для терапии опухолей мозга, показала многообещающую селективность к опухолевым клеткам в новой модели клеточной культуры, созданной учёными из Университета Ноттингема. Работа, проведённая совместно в Школах фармации, биомедицинских наук и человеческого развития, будет представлена в сентябрьском выпуске журнала Experimental Biology and Medicine.
Терапия рака мозга особенно сложна по ряду причин, включая доставку достаточного количества препарата к опухоли и селективность его действия. «Мы работаем над рядом новых терапевтических подходов с использованием систем доставки лекарств на основе наночастиц, — объяснил доктор Мартин Гарнетт, — однако для их понимания и разработки требуются подходящие модели для оценки».
Наночастицы, использованные в этом исследовании, были приготовлены из нового биодеградируемого полимера поли(глицерин адипат). Полимер был дополнительно модифицирован для улучшения включения лекарств и повышения эффективности наночастиц.
«Взаимодействие опухолевых клеток с клетками мозга варьируется в зависимости от типа опухоли и её расположения в мозге, — пояснил доктор Теренс Паркер. — Поэтому использование трёхмерных моделей культур клеток важно для обеспечения того, чтобы поведение клеток в культуре было сходным с наблюдаемым в реальной жизни».
Основную часть работы выполнила аспирантка Вейна Менг, которая приготовила флуоресцентно меченые наночастицы и изучила их в различных культурах опухолевых и мозговых клеток. Её ранние исследования показали более быстрое поглощение наночастиц культурами опухолевых клеток по сравнению с культурами нормальных клеток мозга, выращенными отдельно. Эта селективность наблюдалась только в трёхмерных культурах и стала движущей силой для разработки более сложной и репрезентативной модели.
Агрегаты опухолевых клеток много лет используются в качестве моделей культур раковых клеток. Аналогично, тонкие срезы мозга новорождённых крыс можно культивировать в течение недель, и они являются важным инструментом в биологии мозга. В новой со-культуре эти два метода были объединены впервые. Агрегаты клеток опухоли мозга были помечены флуоресцентными железными микрочастицами и выращены на срезах нормальной ткани мозга новорождённых крыс. Техника двойного мечения клеток позволила исследовать инвазию опухолевых клеток в ткань мозга с помощью флуоресцентной или электронной микроскопии на одних и тех же образцах. С помощью этих методов было обнаружено, что опухолевые агрегаты инвазируют срезы мозга способом, сходным с опухолями в организме. После разработки модели в со-культуре была продемонстрирована селективность поглощения наночастиц опухолью.
Сотрудничество в этом проекте поддерживал профессор Дэвид Уокер, который стал сооснователем Группы по исследованию опухолей мозга у детей в Ноттингеме. «Понимание биологии опухолей важно, если мы хотим разработать эффективные новые методы лечения, — сказал профессор Уокер. — Эта работа демонстрирует, как тесное сотрудничество между дисциплинами может помочь продвинуть идеи, способные привести к новым клиническим терапиям».
Главный редактор Experimental Biology and Medicine доктор Стивен Р. Гудман согласен с профессором Уокером. Он заявил: «Конвергенция биологии раковых клеток и нанонауки, примером которой является это исследование, сулит большие перспективы для будущего терапии опухолей мозга». Experimental Biology and Medicine — это журнал, посвящённый публикации мультидисциплинарных и междисциплинарных исследований в биомедицинских науках.
Источник: Society for Experimental Biology and Medicine