Самоходные белковые нанодвигатели усиливают терапию рака, индуцируя ферроптоз

Ограниченная глубина проникновения в опухолевые ткани продолжает препятствовать развитию нанотерапевтических средств для лечения рака. Новый самоходный индуктор ферроптоза, разработанный в Южном медицинском университете, смог достичь более глубокого проникновения в опухолевые ткани, оставаясь биосовместимым. Работа, опубликованная в International Journal of Extreme Manufacturing, закладывает основу для разработки биосовместимых многофункциональных нанотерапевтических средств.

"Обычные наноплатформы не могут обеспечить активное проникновение, что приводит к плохой глубине и эффективности проникновения в опухолевые ткани", — сказал Инфэн Ту, автор-корреспондент статьи и профессор Школы фармацевтических наук Южного медицинского университета. "Это может ослабить ингибирующий опухоль эффект наноплатформы. Здесь мы говорим: почему бы не разработать нанотерапевтическое средство, которое может активно проникать глубже в опухолевые ткани за счет усиленной диффузии?"

Ферроптоз, недавно определенная форма запрограммированной гибели клеток, играет решающую регуляторную роль в развитии опухоли. Поэтому исследователи недавно разработали наноплатформы на основе ферроптоза как стратегию лечения рака, но эти подходы все еще ограничены плохой биосовместимостью, неглубоким проникновением в опухоль и низкой нагрузкой активного фармацевтического ингредиента (API).

Чтобы решить эти проблемы, Ту и его коллеги использовали глутаровый альдегид в качестве сшивающего агента для создания активных наночастиц, состоящих только из двух эндогенных белков: глюкозооксидазы и ферритина. Полученные самоходные нанотерапевтические средства продемонстрировали усиленную диффузию, обеспечивая более глубокое проникновение в опухолевые ткани.

Благодаря синергетическому эффекту двух компонентов был индуцирован внутриклеточный ферроптоз, что привело к разрушению клеточной мембраны и одновременному разрушению нескольких органелл опухолевых клеток.

Исследователи потратили два года на всестороннее изучение своего самоходного индуктора ферроптоза, оценивая его характеристики, поведение при движении и хемотаксическое поведение. Кроме того, они оценили ингибирующую опухоль эффективность разработанного нанотерапевтического средства как in vitro, так и in vivo.

"Биосовместимость — это вопрос, который заслуживает большего внимания", — сказал автор-корреспондент Инфэн Ту. "Благодаря чисто белковой структуре потенциальная системная токсичность может быть сведена к минимуму. Разработанное нами самоходное нанотерапевтическое средство способно на более глубокое проникновение в опухоль с пренебрежимо малой токсичностью. Мы считаем, что эта платформа обладает большим потенциалом для лечения рака".

Исследователи продолжают работу, надеясь проверить ее ингибирующее опухоль действие на другие типы рака, включая немелкоклеточный рак легкого. Они стремятся облегчить его переход от лабораторных исследований к клиническому применению.