Разработан наночастица, способная проникать через гематоэнцефалический барьер

Исследователи из Онкологического центра Sylvester при Медицинской школе Миллера Университета Майами создали наночастицу, способную преодолевать гематоэнцефалический барьер. Их цель — уничтожить первичную опухоль молочной железы и метастазы в мозг за одно лечение. Лабораторные исследования показали, что метод способен уменьшать опухоли груди и мозга.

Метастазы в мозг чаще всего возникают из солидных опухолей, таких как рак молочной железы, легких и толстой кишки, и часто связаны с плохим прогнозом. Лечение затруднено из-за гематоэнцефалического барьера — почти непроницаемой мембраны, отделяющей мозг от остального тела.

По словам ведущего автора исследования Шанты Дхар, доктора философии, наночастица в будущем может использоваться для лечения метастазов с дополнительным преимуществом одновременного воздействия на первичную опухоль. Статья опубликована 6 мая в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Загрузив частицу двумя пролекарствами, нацеленными на митохондрии (энергетические центры клетки), исследователи показали, что их метод может уменьшать опухоли молочной железы и мозга в доклинических исследованиях.

Новый метод использует наночастицу из биоразлагаемого полимера, ранее разработанную командой Дхар, в сочетании с двумя препаратами, также созданными в её лаборатории, которые атакуют источники энергии рака.

Один из препаратов — модифицированная версия классического химиотерапевтического средства цисплатина, которое обычно повреждает ядерную ДНК. Команда модифицировала препарат, чтобы сместить его мишень с ядерной ДНК на митохондриальную ДНК. Митохондрии содержат собственный, гораздо меньший геном, не имеющий таких же механизмов репарации ДНК.

Поскольку раковые клетки могут переключаться между различными источниками энергии, исследователи объединили модифицированный цисплатин (Platin-M), атакующий процесс окислительного фосфорилирования, с другим разработанным ими препаратом Mito-DCA. Mito-DCA специфически нацелен на митохондриальную киназу и ингибирует гликолиз — другой тип выработки энергии.

Дхар отметила, что разработка наночастицы, способной достичь мозга, была долгим путём. В предыдущем проекте исследователи заметили, что небольшая часть некоторых наночастиц достигала мозга в доклинических исследованиях. Усовершенствовав эти полимеры, команда создала наночастицу, способную пересекать как гематоэнцефалический барьер, так и внешнюю мембрану митохондрий.

Команда протестировала специализированную наночастицу с лекарством в доклинических исследованиях. Было обнаружено, что она уменьшает как опухоли молочной железы, так и опухоли в мозге, сформированные из клеток рака молочной железы. Комбинация наночастицы и препарата также оказалась нетоксичной и значительно продлила выживаемость в лабораторных исследованиях.

Далее команда планирует протестировать метод в лаборатории для более точного воспроизведения метастазов в мозг человека, возможно, с использованием клеток рака, полученных от пациентов. Они также хотят испытать препарат на лабораторных моделях глиобластомы — особенно агрессивной формы рака мозга.