Направляющиеся наночастицы атакуют опухоли по нескольким направлениям
Исследовательская группа под руководством Эркки Руослахти разработала наночастицы, которые находят опухоли, связываются с их кровеносными сосудами и затем привлекают к цели дополнительные наночастицы. С помощью этой системы команда показала, что такие «самонаводящиеся» наночастицы можно использовать для доставки «полезного груза» — визуализирующего соединения, — и одновременно они действуют как агент, вызывающий свёртывание, блокируя до 20% сосудов опухоли.
Многофункциональность наночастиц в этом исследовании объединяет:
самонаведение на опухоль,
самоусиление этого наведения,
нарушение кровотока в опухоли,
визуализацию.
С помощью ранее разработанной методики скрининга группа идентифицировала пептид, который нацеливался на сосуды (васкулятуру) внутри опухолей рака молочной железы у мышей. Пептид состоял из пяти аминокислот: Cysteine-Arginine-Glutamic acid-Lysine-Alanine (CREKA).
Исследователи подтвердили, что пептид CREKA распознаёт свёрнутую кровь, присутствующую в выстилке сосудов опухоли, но отсутствующую в сосудах нормальных тканей. Это было показано на мышах, лишённых фибриногена (основного белка сгустков крови): опухоли у таких мышей не привлекали пептид CREKA.
Команда создала наночастицы из суперпарамагнитного аминодекстранового железооксида (SPIO), используемого в клинике для улучшения МРТ-изображений. Пептид CREKA присоединили к частицам SPIO, чтобы придать им функцию наведения на опухоль, а также добавили флуоресцентную метку для визуализации.
Первоначально способность CREKA-SPIO к наведению была ограничена защитной реакцией организма — активностью ретикулоэндотелиальной системы (RES). Учёные создали «приманки» — липосомы, покрытые никелем, которые отвлекали реакцию RES. Это увеличило время циркуляции CREKA-SPIO в крови в 5 раз, значительно повысив их способность накапливаться в опухоли.
CREKA-SPIO, накопившиеся в опухоли, усиливали свёртывание крови в её сосудах, создавая дополнительные сайты связывания для новых наночастиц. Это «самоусиление» наведения значительно улучшило визуализацию опухолей и способствовало блокировке до 20% сосудов в опухоли.
«Мы определили принцип самоусиления и теперь оптимизируем процесс, надеясь добиться более полного прекращения кровотока в опухоли, чтобы задушить её», — говорит Руослахти. — «Мы также работаем над добавлением к частицам функции доставки лекарств. Эти два подхода синергетичны: чем больше частиц мы доставляем в опухоль, тем сильнее нарушается кровоток и больше лекарства попадает в опухоль».
Результаты готовятся к публикации в Proceedings of the National Academy of Sciences.