Генно-инженерные везикулы точнее нацеливаются на раковые клетки

Химиотерапия имеет два существенных недостатка: она повреждает здоровые клетки наряду с раковыми, и многие терапевтические мишени находятся внутри раковых клеток, что затрудняет к ним доступ.

Биомедицинские инженеры исследуют использование нановезикул клеточного происхождения для доставки терапевтических агентов внутрь раковых клеток с большей точностью и эффективностью. Эти небольшие мешочки из белков, липидов и РНК, которые клетки секретируют для межклеточной коммуникации, можно модифицировать для переноса лекарств.

«Эти наноносители обладают превосходными свойствами, — говорит Юань Ван. — Их можно получать из штаммов человеческих клеток, поэтому иммунный ответ очень низкий. Это обеспечивает оптимальную биосовместимость: они уклоняются от иммунного клиренса и имеют увеличенное время полужизни в крови. Время циркуляции по организму составляет около 45 секунд, поэтому нановезикулы с лекарством могут безопасно достигать опухоли много раз, и у препаратов больше шансов быть поглощенными раковыми клетками по сравнению со свободно введёнными в организм лекарствами».

Большие количества инкапсулированных препаратов хорошо защищены и удерживаются липидными мембранами нановезикул. После поглощения раковыми клетками высокая концентрация лекарства в микроокружении опухоли эффективно убивает их. Свободные же лекарства быстро диффундируют и выводятся из организма. Лишь очень малая часть препарата достигает опухолей, что делает эффективность лечения очень низкой.

В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, команда экспериментировала с таргетными модулями и инженерными вирусными фузогенами — белками, которые облегчают нацеливание на рак и слияние клеточных мембран.

Идентифицируя сверхэкспрессированные или раково-специфичные антигены в злокачественных клетках и используя нановезикулы, оснащённые одновременно таргетными модулями и фузогенами, инкапсулированные лекарства доставляются внутрь раковых клеток, не затрагивая здоровые.

«Широко используемые наноносители, такие как липосомы, покрытые полимерами, уже одобрены FDA, — отмечает Ван. — Но они не идеальны, поскольку не обладают таргетным эффектом на рак и могут вызывать серьёзные проблемы с иммуногенностью».

В 2021 году Ван исследовал использование везикул, полученных из плазмы, для диагностики злокачественности солитарных лёгочных узелков. Используя эти знания, текущее исследование направлено на «приручение» нановезикул для специфичного воздействия. В идеале врачи смогут готовить такие нановезикулы для более безопасной доставки вакцин и генной инженерии.

Следующим шагом, по словам Вана, станет демонстрация эффективности лечения на крупных животных моделях и доказательство того, что благодаря функции слияния мембран требуется меньшее количество везикул и лекарств. Это позволит снизить стоимость лечения и побочные эффекты.