Улучшенные наночастицы доставляют лекарства в мозг

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса сообщают о прогрессе в создании системы доставки лекарств, достаточно гибкой, чтобы преодолеть ключевые проблемы лечения рака мозга и, возможно, других заболеваний этого органа.

В отчете, опубликованном 29 августа в Science Translational Medicine, команда сообщает, что их биоинженеры разработали наночастицы, которые могут безопасно и предсказуемо глубоко проникать в мозг, что было проверено на тканях грызунов и человека.

«Мы рады, что нашли способ предотвратить прилипание частиц с лекарством к окружающим тканям, чтобы они могли распространяться, попав в мозг», — говорит Джастин Хейнс, директор Центра наномедицины Джонса Хопкинса.

После операции по удалению опухоли мозга стандартное лечение включает нанесение химиотерапии непосредственно на место операции. Этот метод умеренно успешен, отчасти потому, что трудно подобрать дозу, достаточно высокую для проникновения в ткань, но достаточно низкую для безопасности пациента.

Чтобы решить эту проблему, инженеры разработали наночастицы (около одной тысячной диаметра человеческого волоса), которые доставляют лекарство небольшими, постоянными порциями в течение времени. Обычные наночастицы для доставки лекарств исторически работали плохо, потому что прилипали к клеткам в месте нанесения и не мигрировали глубже в ткань.

Элизабет Нэнс и Грэм Вудворт предположили, что проникновение лекарства можно улучшить, если наночастицы будут минимально взаимодействовать с окружением. Нэнс покрыла пластиковые наногранулы различных размеров молекулой PEG (полиэтиленгликоль), которая, как было показано ранее, защищает наночастицы. Команда предположила, что плотный слой PEG также сделает гранулы более «скользкими».

Команда ввела покрытые гранулы в срезы ткани мозга грызунов и человека. По сравнению с непокрытыми гранулами или гранулами с менее плотным покрытием, плотное покрытие PEG позволяло более крупным гранулам проникать в ткань, даже тем, размер которых был почти вдвое больше ранее считавшегося максимально возможным для проникновения в мозг. Такие же результаты были получены в мозге живых грызунов.

Затем исследователи взяли биоразлагаемые наночастицы, несущие химиотерапевтический препарат паклитаксел, и покрыли их PEG. Как и ожидалось, в ткани мозга крыс наночастицы без покрытия PEG почти не двигались, а покрытые PEG распределялись значительно лучше.

«Очень важно, что теперь у нас есть частицы, которые могут нести в пять раз больше лекарства, высвобождать его в три раза дольше и проникать в мозг глубже, чем раньше», — говорит Нэнс. Следующим шагом станет проверка, могут ли они замедлить рост опухоли или её рецидив у грызунов.

Команда также хочет оптимизировать частицы и использовать их с лекарствами для лечения других заболеваний мозга: рассеянного склероза, инсульта, черепно-мозговой травмы, болезней Альцгеймера и Паркинсона. Ещё одна цель — научиться вводить наночастицы внутривенно, и эти исследования уже начаты.