Чернила каракатицы показали перспективность в лечении рака

Исследователи обнаружили, что чернила каракатицы — чёрная суспензия, которую она выпускает для отпугивания хищников — содержат наночастицы, сильно подавляющие рост раковых опухолей у мышей. Наночастицы в основном состоят из меланина, а также содержат аминокислоты, моносахариды (простые сахара), металлы и другие соединения. Учёные показали, что наночастицы изменяют иммунную функцию в опухолях, а в сочетании с облучением могут почти полностью подавить рост опухоли.

Исследователи под руководством Пан-Ху Чжоу из Народной больницы Уханьского университета и Сянь-Чжэн Чжана с химического факультета Уханьского университета опубликовали статью о способности наночастиц из чернил каракатицы подавлять рост опухоли в недавнем выпуске журнала ACS Nano.

Механизм действия: иммунитет и нагрев

Опухолевая иммунотерапия борется с раком, стимулируя собственную иммунную систему организма. В некоторых опухолях преобладают лейкоциты-макрофаги, которые могут существовать в двух формах: M1 (уничтожают опухолевые клетки) или M2 (подавляют иммунную функцию, позволяя опухоли расти). В опухолевой среде фенотип M2 почти всегда преобладает над M1.

Наночастицы из чернил каракатицы, сферические и диаметром около 100 нм, обладают способностью перепрограммировать макрофаги из типа M2 в противоопухолевый тип M1. После подтверждения биосовместимости этих наночастиц исследователи провели эксперименты как in vitro с опухолевыми клетками, так и in vivo с мышами, поражёнными опухолью.

Результаты экспериментов

• In vitro: облучение наночастиц ближним инфракрасным излучением убило около 90% опухолевых клеток, в то время как без облучения наночастицы почти не проявляли цитотоксичности. Высокое содержание меланина играет ключевую роль, так как он обладает хорошей способностью к фототермическому преобразованию.
• In vivo: лечение наночастицами оказалось эффективным как само по себе, так и в сочетании с облучением, хотя облучение дополнительно улучшало результат. Биолюминесцентная визуализация показала, что у обработанных мышей значительно снижена биолюминесценция опухоли по сравнению с контрольной группой, что указывает на сильно уменьшенное метастазирование на внутренние органы. У мышей, получавших и наночастицы, и облучение, наблюдалось почти полное подавление роста опухоли.

Анализ генов выявил 194 дифференциально экспрессируемых гена, связанных с иммунными функциями, регуляцией воспалительного ответа и уничтожением клеток. Анализ показал, что определённый сигнальный путь отвечает за преобразование макрофагов M2 в M1. Этот механизм не только приводит к фагоцитозу опухолевых клеток, но и стимулирует иммунную систему к выработке различных противоопухолевых факторов.

Будущие планы

Исследователи планируют изучить другие природные материалы, обладающие противораковыми свойствами. Их команда в настоящее время изучает биомедицинский потенциал натуральных материалов, таких как волосы, чернила каракатицы, бактерии, грибы и даже клетки человеческого организма, в качестве носителя терапевтических препаратов.