Новая система доставки химиотерапии в опухоли мозга с помощью нанoалмазов

Исследователи из Онкологического центра Джонссона Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали инновационную систему доставки лекарств, в которой крошечные частицы — наноалмазы — используются для транспортировки химиотерапевтических препаратов непосредственно в опухоли головного мозга. Новый метод показал большую эффективность в уничтожении рака и меньше вредных побочных эффектов по сравнению с существующими методами лечения.

Исследование, опубликованное в рецензируемом журнале Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, было посвящено лечению глиобластомы — наиболее распространенного и смертельного типа опухоли мозга. Несмотря на лечение, медиана выживаемости пациентов составляет менее полутора лет. Химиопрепараты часто не могут преодолеть гематоэнцефалический барьер, а те, что проникают, не задерживаются в ткани опухоли надолго.

Ученые использовали препарат доксорубицин, прикрепив его молекулы к поверхности наноалмазов, создав комбинированное вещество ND–DOX. Наноалмазы — это углеродные частицы размером 4–5 нм, способные переносить различные лекарственные соединения. Белки опухолевых клеток могут выводить большинство противораковых препаратов, но не могут избавиться от наноалмазов, поэтому комбинации лекарство–наноалмаз дольше остаются в клетках.

Гипотеза исследователей заключалась в том, что глиобластому можно эффективно лечить с помощью ND–DOX, используя метод прямой инъекции — конвекционно-усиленную доставку (convection-enhanced delivery, CED). Этот метод был применен для введения ND–DOX непосредственно в опухоли мозга у модельных грызунов.

Результаты показали:

• Уровни ND–DOX в опухолях сохранялись значительно дольше, чем при использовании одного доксорубицина.
• ND–DOX увеличивал апоптоз (запрограммированную гибель раковых клеток) и снижал жизнеспособность клеток в линиях клеток глиомы.
• Доставка ND–DOX ограничивала распределение доксорубицина за пределами опухоли, что снижало токсические побочные эффекты.
• Выживаемость значительно увеличилась у крыс, получавших ND–DOX, по сравнению с теми, кому вводили только немодифицированный доксорубицин.

Многочисленные грани наноалмазов, подобные поверхности футбольного мяча, позволяют им прочно и быстро связываться с доксорубицином. Дальнейшие исследования будут направлены на расширение списка химиотерапевтических препаратов против рака мозга, которые можно присоединить к поверхности наноалмазов для улучшения лечения и уменьшения побочных эффектов.

Как отметил руководитель исследования Дин Хо, конвекционно-усиленная доставка ND–DOX предлагает мощную систему доставки лечения против этих сложных и смертельных опухолей мозга. Успех этого масштабного проекта стал возможен благодаря междисциплинарному взаимодействию биоинженеров и клинических collaborators из Северо-Западного университета и Детской больницы Лурье.