Магнитные наноцепи доставляют химиотерапию в ядро опухоли
Инженеры и учёные из Университета Кейс Вестерн Резерв разработали систему доставки лекарств: наноцепи проникают в опухоли и высвобождают химиотерапевтический препарат в их труднодоступные ядра.
В тестах на крысах и мышах эта технология уничтожила значительно больше раковых клеток, лучше подавила рост опухоли и увеличила продолжительность жизни по сравнению с традиционной химиотерапией. При этом система целевой доставки использовала гораздо меньше препарата доксорубицина, чем стандартная химиотерапия, защищая здоровые ткани от токсичного воздействия.
Как работает система
Ключевой элемент — «хвост» из магнитных наночастиц:
- Исследователи создали магнитные наночастицы из оксида железа и модифицировали их поверхность так, чтобы они соединялись друг с другом, как кубики Lego.
- Три такие частицы были соединены в цепочку, к которой химически присоединили липосомную сферу, заполненную доксорубицином.
- Наноцепи вводили модельным животным (крысам и мышам с двумя разными линиями тройного негативного рака молочной железы), неся всего 5–10% от дозы, используемой в стандартной химиотерапии.
Управляемый взрыв внутри опухоли
Через день после инъекции, когда наноцепи накопились в опухоли, исследователи размещали рядом с ней соленоид (проволочную катушку). Создаваемое им радиочастотное поле заставляло магнитный «хвост» вибрировать, разрывая липосомные сферы и высвобождая препарат в его свободной форме по всей опухоли.
Результаты экспериментов
- Подавление роста опухоли: Через две недели после лечения рост опухоли у крыс, получивших новую систему доставки, был менее чем в два раза меньше, чем при традиционном лечении. После двух процедур рост опухоли сократился в десять раз.
- Выживаемость: Крысы, получившие одно новое лечение, жили в среднем 25 дней, а две процедуры продлили жизнь до 46 дней, против 15 дней при традиционном лечении.
- Гибель клеток (апоптоз): В опухолях крыс после одного сеанса новой терапии гибель клеток была как минимум в 10 раз выше. В опухолях мышей с другой линией рака наблюдалось почти 4-кратное увеличение гибели клеток.
- Распределение: Препарат и гибель клеток были распределены по опухоли гораздо шире, чем при стандартной доставке.
Перспективы и дальнейшие шаги
- Исследователи обнаружили, что могут контролировать скорость высвобождения препарата, регулируя радиочастоту, воздействующую на цепь.
- Планируется изучить, может ли система блокировать способность опухоли к метастазированию.
- Будут оптимизированы система для более эффективного высвобождения, а также размер и форма наноцепей для улучшения циркуляции в крови и проникновения в опухоль.
Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.