Как разные раковые клетки реагируют на наночастицы, доставляющие лекарства

Новое исследование MIT и Broad Institute может помочь преодолеть препятствия в разработке лекарств на основе наночастиц. Анализ взаимодействий между 35 различными типами наночастиц и почти 500 типами раковых клеток выявил тысячи биологических признаков, влияющих на поглощение частиц клетками.

Взаимодействие клеток и частиц

Исследователи использовали 488 линий раковых клеток из 22 различных тканей. Они создали 35 наночастиц с ядром из:

• Липосом
• Полимера PLGA
• Полистирола

Поверхность частиц модифицировали различными молекулами (полиэтиленгликоль, антитела, полисахариды). Используя платформу PRISM от Broad Institute, команда подвергла клетки воздействию наночастиц с флуоресцентной меткой, а затем отсортировала их по степени поглощения.

Биомаркеры поглощения

С помощью машинного обучения были проанализированы данные о поглощении и биологические характеристики клеток. Это выявило тысячи биомаркеров (включая множество новых), связанных с эффективностью поглощения разных наночастиц. Эти гены кодируют клеточные механизмы связывания, поглощения и обработки частиц.

Ключевой биомаркер SLC46A3

Один из идентифицированных биомаркеров — белок SLC46A3. Высокий уровень этого белка коррелировал с очень низким поглощением липидных наночастиц как в скрининге, так и в моделях меланомы у мышей. Этот биомаркер потенциально может помочь идентифицировать пациентов, чьи опухоли с большей вероятностью ответят на терапию наночастицами.

"Мы взволнованы нашими открытиями, потому что это только начало — мы можем использовать этот подход, чтобы определить, какие наночастицы лучше всего подходят для нацеливания на определенные типы клеток", — говорит Пола Хаммонд, старший автор исследования.

Исследователи теперь изучают механизм регуляции поглощения наночастиц белком SLC46A3 и исследуют другие обнаруженные биомаркеры. Этот подход скрининга открывает возможности для изучения многих других типов наночастиц и клеток.