Антитела из пустыни как проводники к больным клеткам

Наночастицы считаются многообещающим подходом для обнаружения и борьбы с опухолевыми клетками. Однако метод часто терпел неудачу, потому что иммунная система человека распознаёт и отторгает частицы до того, как они смогут выполнить свою функцию. Исследователи из Центра Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) и Университетского колледжа Дублина разработали наночастицы, которые обходят защитную систему организма и находят поражённые клетки. В этом методе используются фрагменты антител, которые встречаются только у верблюдов и лам.

Текущее состояние исследований включает три задачи:

1. Создание мельчайших возможных наночастиц.
2. Модификация их поверхности, чтобы белки организма не обволакивали их, делая неэффективными.
3. «Программирование» частиц для поиска больных клеток.

Для этого исследователи разработали наночастицы из диоксида кремния (SiO₂) с фрагментами верблюжьих антител. В отличие от обычных антител (состоящих из двух лёгких и двух тяжёлых белковых цепей), антитела верблюдов и лам менее сложны и состоят только из двух тяжёлых цепей. Это позволяет:

• Упростить производство.
• Использовать только специфический фрагмент, связывающийся с раковыми клетками, что делает возможным создание гораздо меньших наночастиц.

Модифицированная поверхность частиц также затрудняет их распознавание иммунной системой как чужеродного материала.

Цель — рецептор EGFR

Сверхмалые частицы предназначены для обнаружения рецептора эпидермального фактора роста (EGFR) в организме человека. При различных типах опухолей эта молекула сверхэкспрессирована и/или существует в мутировавшей форме, что позволяет клеткам бесконтрольно расти и размножаться.

Эксперименты показали, что наночастицы, соединённые с фрагментами верблюжьих антител, прочнее связываются с раковыми клетками. Учёные сравнивают это с ключом (антителом) к замку (EGFR).

Тестирование в условиях, близких к реальным

Важно, что такие же результаты были получены в экспериментах с использованием человеческой сыворотки крови — биологически релевантной среды. Доктор Хольгер Штефан, руководитель проекта, подчёркивает: это снижает риск получения хороших результатов только в искусственных условиях без disruptive factors, которые впоследствии не работают в сложных условиях реального организма.

Дальнейшие шаги

До использования наночастиц в диагностике опухолей у человека потребуется ещё время. Следующая цель — уменьшить размер частиц с текущих ~50 нанометров в диаметре до менее 10 нанометров. По словам доктора Кристофа Царшлера, это было бы оптимально: тогда частицы оставались бы в организме недолго — ровно столько, сколько нужно для обнаружения опухоли.