Имплант с поверхностью "гвозди ложа" отпугивает раковые клетки
В США у каждой восьмой женщины развивается рак молочной железы. Многим из них требуется операция по удалению опухоли и последующая реконструкция груди, часто с использованием имплантов. Однако рак коварен: по данным Американского онкологического общества, злокачественные клетки возвращаются у каждой пятой из первоначально диагностированных женщин.
Ученые-биомедики из Университета Брауна сообщают о перспективных разработках имплантируемых материалов, которые могут снизить этот показатель рецидивов. Команда создала имплант с наноразмерной поверхностью "гвозди ложа", которая препятствует закреплению и размножению раковых клеток. Изготовленный из одобренного FDA полимера PLGA (полилактид-ко-гликолид), этот имплант является первым в своем роде. Его наномодификации вызывают уменьшение сосудистой сети, необходимой опухолям, одновременно привлекая здоровые клетки молочной железы.
"Мы создали поверхность импланта, особенности которой могут по крайней мере снижать функции (раковых) клеток, без необходимости использования химиотерапии, облучения или других методов уничтожения раковых клеток", — сказал Томас Вебстер, доцент инженерии и автор-корреспондент статьи в Nanotechnology.
Как это работает
Исследователи создали поверхность, покрытую смежными "шипами" высотой 23 нанометра, используя полистирольные шарики диаметром 23 нм и биодеградируемый полимер PLGA. Для сравнения также были созданы поверхности с выступами в 300 и 400 нанометров.
Результаты лабораторных тестов (через 1 день):
- Поверхность с 23-нанометровыми выступами показала снижение на 15% в выработке белка VEGF, от которого зависят эндотелиальные раковые клетки молочной железы, по сравнению с немодифицированной поверхностью.
- Эффект 23-нанометровой поверхности был более выраженным по сравнению с имплантами, модифицированными на 300 и 400 нм.
- Та же поверхность дала на 15% больше здоровых эндотелиальных клеток молочной железы по сравнению с обычной поверхностью.
Почему это эффективно?
Точный механизм пока не ясен. Вебстер предполагает, что это может быть связано с жесткостью злокачественных клеток. Сталкиваясь с неровной поверхностью, они не могут полностью обхватить закругленные контуры, что лишает их возможности поглощать питательные вещества, проникающие через поверхность.
"Для них это как поверхность "гвозди ложа", — пояснил Вебстер.
Ученый также предположил, что выступы менее 23 нм могли бы быть еще эффективнее, однако полистирольные шарики таких размеров пока не существуют.
Дальнейшие планы
Вебстер и аспирант Лицзюань Чжан планируют исследовать, почему наномодифицированные поверхности отпугивают злокачественные клетки, создать поверхности с еще большим эффектом и проверить возможность использования других материалов.