Химиотерапевтические покрытия усиливают "поджаривающие" опухоль наночастицы
Исследователи из Университета Дьюка разработали метод, который делает перспективное наноразмерное лечение рака ещё более эффективным против опухолей.
Метод позволяет нанести сверхтонкий слой гидрогелей (похожих на материал контактных линз) на поверхность нанооболочек — частиц шириной около 100 нанометров, предназначенных для поглощения инфракрасного света и генерации тепла. При нагревании эти специальные гидрогели теряют воду и высвобождают любые молекулы (например, лекарства), захваченные внутри.
Нанося гидрогели на "выжигающие" опухоль нанооболочки и загружая новое покрытие химиотерапевтическими препаратами, формируется мощный двойной удар.
Техника описана в статье, опубликованной в журнале ACS Biomaterials Science & Engineering 13 июля 2015 года, которая была отмечена как выбор редакции ACS.
Синергия тепла и лекарства
«Идея состоит в том, чтобы объединить разрушающую опухоль тепловую терапию с локальной доставкой лекарств, чтобы получить, возможно, самое эффективное лечение», — сказала Дженнифер Уэст, профессор инженерии в Duke. «Многие химиотерапевтические препараты, как было показано, более эффективны в нагретой ткани, поэтому существует потенциальный синергизм между двумя подходами».
Фототермическая терапия уже проходит клинические испытания для нескольких типов рака в компании Nanospectra Biosciences, Inc., основанной Уэст. Нанооболочки настроены на поглощение ближнего инфракрасного света, который безвредно проходит через воду и ткани. Однако нанооболочки быстро нагреваются достаточно, чтобы разрушать клетки, но только там, где светит свет.
Помимо точного нацеливания на конкретные участки тела с помощью света, лечение также основано на том, что нанооболочки имеют тенденцию накапливаться внутри опухоли из-за негерметичности сосудов.
«Но вы должны сохранять их размер менее 500 нанометров, — сказала Уэст. — Нам пришлось разработать новый процесс для создания очень тонкого полимерного покрытия на поверхности этих наночастиц, чтобы они оставались ниже этого порога».
Лабораторные испытания и будущее
В новом исследовании Уэст и аспирантка Лора Стронг загрузили новопокрытые нанооболочки мощным химиотерапевтическим препаратом и доставили их к опухолевым клеткам в лабораторных условиях. Лечение сработало по плану: нанооболочки нагрелись и уничтожили большинство опухолевых клеток, одновременно высвобождая препараты, которые «добили» выживших. Полное уничтожение каждой раковой клетки чрезвычайно важно, так как побег даже одной клетки, способной к метастазированию, может оказаться смертельным впоследствии.
Следующий шаг для нового лечения — испытания на живых животных. Пока эти эксперименты продолжаются, клинические испытания на людях всё ещё находятся на расстоянии как минимум нескольких лет.
Но технология не ограничивается терапией рака.
«Гидрогели могут высвобождать лекарства при температуре чуть выше температуры тела, поэтому вы потенциально можете рассматривать это для других применений доставки лекарств, где вы не обязательно хотите разрушать ткань, — сказала Уэст. — Вы можете проводить более мягкий нагрев и всё равно запускать высвобождение препарата».