Ученые использовали микроклеточные дроны для доставки препаратов, убивающих рак легких

Исследователи из Медицинской школы Йонг Лоо Лин Национального университета Сингапура (NUS Medicine) продемонстрировали, что внеклеточные везикулы, нагруженные настраиваемыми антисмысловыми олигонуклеотидами (ASO), подавляют рост рака.

Немелкоклеточный рак легкого (NSCLC) — наиболее распространенный подтип рака у пациентов, которые не курят, — является ведущей причиной смертности от рака и вторым по частоте диагностирования раком в мире. Быстрое и неизбежное возникновение механизмов лекарственной устойчивости, вызванное мутациями в раковых клетках, сильно опережает разработку низкомолекулярных препаратов. Это создает острую потребность в новых, настраиваемых, безопасных и эффективных противораковых терапевтических средствах, которые можно было бы разработать, протестировать и валидировать за короткое время.

Команда под руководством доцента Минь Ле из Института цифровой медицины (WisDM) и Департамента фармакологии NUS Medicine успешно показала, что наноразмерные частицы, высвобождаемые клетками (например, эритроцитами), можно перепрофилировать в платформы для доставки лекарств. Они могут нести антисмысловые олигонуклеотиды (ASO), нацеленные на раковые клетки в легких, тем самым подавляя прогрессирование рака.

Исследование проводилось совместно с Институтом онкологических наук Сингапура (CSI Singapore) при NUS, Агентством по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR), Национальным онкологическим центром Сингапура (NCCS) и Медицинской школой Duke-NUS.

Преодоление лекарственной устойчивости

Мутантные рецепторы эпидермального фактора роста (EGFR) являются наиболее частой причиной рака легких среди азиатского населения. Стандартное лечение — ингибиторы тирозинкиназы (TKI), которые подавляют активность мутантного белка EGFR. Однако раковые клетки могут мутировать дальше и вырабатывать устойчивость к этим препаратам.

В исследовании, опубликованном в eBioMedicine, авторы обратились к ASO, чтобы не только преодолеть проблему лекарственной устойчивости, но и внести вклад в развитие персонализированной медицины.

ASO — это молекулы, которые могут связываться со специфическим участком рибонуклеиновой кислоты (РНК) и подавлять ее аномальную активность. Их ключевое преимущество — гибкость: ASO можно легко перепроектировать для нацеливания на разные гены. Это критически важно для NSCLC, известного своей устойчивостью к TKI. Более того, ASO можно настроить для таргетинга уникальных мутаций на основе профиля рака каждого отдельного пациента.

Платформа доставки на основе внеклеточных везикул

Недостаток ASO в том, что они легко разрушаются в кровотоке, что приводит к низкой концентрации в опухоли. Чтобы решить эту проблему, исследователи использовали внеклеточные везикулы (EV), полученные из человеческих эритроцитов, в качестве естественного носителя для доставки противораковых ASO к месту опухоли.

Чтобы направить EV, нагруженные ASO, к опухоли, на их поверхность были сконструированы EGFR-таргетингующие элементы. Это заставило EV "нацеливаться" на раковые клетки.

Результаты и перспективы

Показано, что EV, нагруженные ASO, обладают мощным противораковым эффектом в различных моделях рака легких, включая клетки, полученные от пациентов. Конкретный дизайн ASO позволяет им подавлять мутантный EGFR, не затрагивая нормальный рецептор. Также продемонстрировано, что EV из эритроцитов с ASO обладают мощным противораковым действием против клеток, устойчивых к TKI.

"Инновационное использование внеклеточных везикул в качестве средства доставки нуклеиновых кислот добавило потенциально мощный метод лечения злокачественных новообразований. Возможность точно уничтожать мутантные EGFR-раковые клетки, щадя нормальные ткани, позволит проводить индивидуальное лечение для каждого пациента. Это значительный шаг к решению проблемы лекарственной устойчивости рака и продвижению персонализированной онкологической медицины", — сказал доцент Там Вай Леонг, заместитель исполнительного директора Института геномики Сингапура ASTAR (ASTAR GIS), соавтор исследования.

"Эта работа прокладывает путь для точной доставки терапевтической РНК в опухолевые клетки, чтобы уничтожить их, воздействуя на их уязвимости. Это доказательство концепции, которое можно широко применять в других областях лечения рака", — добавил профессор Гох Бун Чер, заместитель директора CSI Singapore, профессор медицины в NUS Medicine и один из авторов исследования.