Наночастицы доставляют лечение напрямую в опухоли смертельного рака мозга

Исследователи использовали наночастицы, вводимые непосредственно в цереброспинальную жидкость (ЦСЖ), для создания метода лечения, который может преодолеть значительные трудности в терапии особо смертельного рака мозга.

Команда под руководством профессоров Марка Солцмана и Ранджита Биндры ввела мышам с медуллобластомой лечение с использованием специально разработанных наночастиц, несущих лекарство. Исследование, опубликованное в Science Translational Medicine, показало, что мыши, получившие это лечение, жили значительно дольше мышей в контрольной группе.

Медуллобластома — рак мозга, который преимущественно поражает детей, — часто начинается с опухоли глубоко внутри мозга. Этот рак склонен распространяться по двум защитным оболочкам, известным как лептоменинги, по всей центральной нервной системе, особенно по поверхности мозга и в ЦСЖ.

Лептоменингеальное распространение наблюдается при ряде первичных опухолей мозга, а также при метастазах в мозг от солидных опухолей в груди, легких и других местах. Поскольку в ЦСЖ нет анатомических барьеров, препятствующих дальнейшему росту, эти виды рака могут быстро распространяться.

Таргетинг опухолей в ЦСЖ оказался сложной задачей, отчасти потому, что эта жидкость быстро циркулирует по центральной нервной системе — около четырех раз в день у человека, — обычно смывая противоопухолевые препараты до того, как они успевают накопиться и оказать эффект.

Чтобы обойти это препятствие, исследовательская группа создала наночастицы, которые прилипают к опухолям. Эти наночастицы, разработанные в лаборатории Солцмана, сделаны из биоразлагаемых полимеров, которые медленно высвобождают ингибитор репарации ДНК талазопариб — препарат, одобренный FDA и в настоящее время используемый в клинике для ряда видов рака. Препарат относится к относительно новому классу противораковых средств, известных как ингибиторы PARP, которые блокируют фермент, помогающий восстанавливать ДНК. Без способности восстанавливать свою ДНК опухолевые клетки с большей вероятностью погибают.

Лечение наночастицами вводится интратекально — то есть доставляется непосредственно между лептоменингеальными оболочками, защищающими ЦСЖ. В течение нескольких недель исследователи обнаруживали присутствие наночастиц в ЦСЖ вплоть до 21 дня после однократного введения.

Лечение рака мозга в целом является сложной задачей, поскольку немногие методы лечения могут проникнуть через гематоэнцефалический барьер. Метод исследовательской группы может предложить решение.

Использование наночастиц для таргетинга опухолей позволило исследователям применить препарат талазопариб, который доказал свою эффективность при ряде солидных опухолей вне мозга. Поскольку препарат имеет ограниченное или нулевое проникновение в центральную нервную систему, пероральная доза имела бы ограниченную эффективность против опухолей с лептоменингеальным распространением.

«Инкапсулируя его в наночастицу и напрямую вводя в ЦСЖ, мы теперь получаем очень высокую экспозицию именно в этой области», — сказал Марк Солцман.

Интратекальное введение препарата также позволяет избежать его инъекции непосредственно в мозг — очень сложной процедуры, которую можно выполнять лишь несколько раз в год. Интратекальные инъекции, напротив, гораздо менее инвазивны.

Помимо инъекции наночастиц, мыши также получали пероральную дозу химиотерапевтического препарата темозоломид.

«Это новая платформа, где мы можем давать эти пероральные химиотерапевтические средства, которые проходят через гематоэнцефалический барьер, и целевой агент только в центральной нервной системе», — сказал Биндра. — «По сути, эта компартментализация комбинированной терапии усилит синергетическое уничтожение опухолевых клеток, сводя к минимуму системную токсичность».

Мыши, получившие лечение на основе наночастиц, жили значительно дольше, чем мыши, получавшие лекарственную терапию без наночастиц, и даже дольше, чем мыши, не получавшие лечения. Кроме того, у мышей, получивших наночастицы с лекарством, распространение рака было гораздо меньше.

Исследователи заявили, что следующими шагами будут валидация подхода на более крупных животных моделях с последующим тестированием на людях. Команда также планирует испытать метод лечения на других видах рака, особенно тех, которые имеют тенденцию метастазировать в мозг.