Наночастицы в форме бублика — новый агент для визуализации и терапии опухолей

Исследователи из Центра нанотехнологий в онкологии Siteman создали наночастицу в форме биали (близкого родственника бублика), используя полимер с водорастворимыми и нерастворимыми областями.

Комбинируя эту наночастицу с марганцем (металлом, усиливающим сигнал магнитно-резонансной томографии) и антителом, нацеленным на кровеносные сосуды, учёные создали новый тип контрастного агента для визуализации, который также обладает потенциалом для доставки лекарств в опухоли.

Грегори Ланца и Сэмюэл Уиклайн из Вашингтонского университета в Сент-Луисе возглавили команду, которая задалась целью создать контрастный агент для МРТ на основе марганца вместо широко используемого сегодня гадолиния. Недавние сообщения о том, что гадолиний-содержащие контрастные агенты могут вызывать необратимое повреждение почек у некоторых пациентов, побудили искать более безопасные, но столь же эффективные альтернативы. Марганец может подойти, но для этого нужен способ его доставки в целевые ткани.

Нанобиали, которые самособираются из полимера полиэтиленимина, оказались перспективным средством доставки. Форма биали (тора) имеет большую площадь поверхности, контактирующую с водой, что является ключевым условием для эффективной работы марганца как контрастного агента МРТ. Когда формирование нанобиалей происходит в присутствии марганца, металл стабильно включается в наноструктуру. После формирования исследователи смогли присоединить к полимеру нанобиалей молекулы для нацеливания на сосуды с помощью мягкой химической реакции.

Используя агент, связывающийся с фибрином (основным компонентом сгустков в кровеносных сосудах), исследователи смогли визуализировать тромбы с помощью МРТ в системе in vitro. Также учёные смогли загрузить нанобиали двумя разными противоопухолевыми препаратами — водорастворимым доксорубицином и нерастворимым в воде камптотецином. Планируются дальнейшие испытания этих нацеленных и нагруженных лекарством нанобиалей.

Работа, частично поддержанная Альянсом по нанотехнологиям в онкологии Национального института рака, подробно описана в статье «Ligand-Directed Nanobialys as Theranostic Agent for Drug Delivery and Manganese-Based Magnetic Resonance Imaging of Vascular Targets». В исследовании также участвовали специалисты из Philips HealthCare и больницы Святого Томаса в Лондоне.