Многофункциональные наночастицы для визуализации и лечения опухолей мозга

Исследователи из Мичиганского университета создали целевую многофункциональную полимерную наночастицу, которая успешно визуализирует и уничтожает опухоли мозга у лабораторных животных. Работа велась в рамках Программы нетрадиционных инноваций Национального института рака (NCI).

Конструкция наночастицы

Наночастица диаметром 40 нанометров на основе полиакриламида содержит два ключевых компонента:

• Фотосенсибилизатор Фотофрин — при облучении лазером генерирует активные формы кислорода, разрушающие клетки. Используется для лечения рака пищевода, мочевого пузыря и кожи.
• Наночастицы оксида железа — выполняют роль контрастного агента для магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Для нацеливания на опухоль использовался пептид длиной 31 аминокислота. Он связывается с рецептором на поверхности новых кровеносных сосудов, растущих вокруг опухолей, и запускает поглощение наночастицы клетками.

Преимущества подхода

• Преодоление гематоэнцефалического барьера: Традиционная химиотерапия плохо проникает в мозг. Нацеливание на сосуды опухоли решает эту проблему.
• Снижение побочных эффектов: Наночастица доставляет Фотофрин непосредственно к опухоли, уменьшая его воздействие на здоровые ткани и, как следствие, светочувствительность кожи — частый побочный эффект фотодинамической терапии.
• Комбинированная функция: Частицы одновременно являются терапевтическим агентом и средством диагностики (контрастом для МРТ).

Результаты исследований

• В культурах клеток и на животных моделях наночастицы успешно достигали опухоли, обеспечивая более высокую локальную концентрацию Фотофрина.

• В исследованиях на крысах:

  • Выживаемость при лечении свободным Фотофрином составила 13 дней.
  • При использовании наночастиц с Фотофрином средняя выживаемость возросла до 33 дней, а 40% животных оставались свободны от болезни через 6 месяцев после лечения.

• Данные МРТ показали, что в опухоли накапливается в два раза больше контрастного агента при использовании целевых наночастиц по сравнению с нетаргетированными.

Работа опубликована в журнале Clinical Cancer Research в статье «Vascular targeted nanoparticles for imaging and treatment of brain tumors».