Наночастицы могут использовать уязвимости опухолей для избирательной атаки на рак
Исследователи изучают, как биоразлагаемые наночастицы могут точно доставлять противораковые препараты для борьбы с нейробластомой — часто смертельным детским раком.
Специалисты по детской онкологии и нанотехнологиям из Детской больницы Филадельфии (The Children's Hospital of Philadelphia, CHOP) объединили усилия, чтобы решить задачу доставки эффективных доз агентов, убивающих рак, избегая при этом токсичности для здоровых тканей. Новое исследование показывает, что этот подход подавляет рост опухоли и значительно продлевает выживаемость на животных моделях.
«Эти наночастицы позволяют нам получить больше "отдачи на вложенные средства" — большую эффективность при более низких общих дозах», — сказал доктор медицины Гарретт М. Бродёр, детский онколог и эксперт по нейробластоме в CHOP.
Группа Бродёра сотрудничала с группой исследователей в области нанотехнологий под руководством доктора философии Майкла Чорни в исследовании, которое будет опубликовано в печатном выпуске журнала Cancer Letters от 1 мая.
Чорни, в свою очередь, возглавил исследование, которое будет опубликовано в майском печатном выпуске журнала Biomaterials, в сотрудничестве с группой Бродёра, а также с доктором медицины Робертом Леви и доктором философии Иваном Алфериевым — членами кардиологической исследовательской группы CHOP. Эта статья описывает, как команда сконструировала специально разработанные наночастицы.
Этот подход, по словам Бродёра, использует одну из уязвимостей опухолей — эффект EPR (enhanced permeability and retention, повышенная проницаемость и удержание). Кровеносные сосуды опухоли более протекающие и дезорганизованные, чем в здоровой ткани, и имеют неэффективное кровообращение, поэтому доставляемые наночастицы обходят здоровые ткани, но накапливаются в опухолях, где высвобождают противораковые агенты.
Нейробластома — это солидная опухоль периферической нервной системы, часто появляющаяся в животе или груди ребенка. Это самый распространенный рак у младенцев, на который приходится непропорционально большая доля смертей от рака среди детей.
«В детской онкологии мы в значительной степени полагались на препараты, разработанные 30–40 лет назад», — сказал Бродёр. — «Нам по-прежнему нужны более эффективные препараты и более целенаправленные подходы для самых упорных детских раков, включая высокорисковые формы нейробластомы».
Бродёр, Чорни и коллеги использовали свои наночастицы для доставки предшественника SN38 — активной формы иринотекана, обычного противоракового препарата, используемого в течение последних 20 лет против рецидивирующей нейробластомы. На лабораторных мышах команда сравнила результаты, полученные с наночастицами, инкапсулирующими SN38, с результатами при использовании сопоставимой дозы иринотекана.
Инъецированные наночастицы доставляли SN38 к опухоли в количествах, в 100 раз превышающих таковые для иринотекана, с устойчивым присутствием препарата в течение как минимум 72 часов и без признаков токсичности у мышей. Кроме того, большинство мышей выжили без опухоли более 6 месяцев после доставки наночастиц, тогда как у всех мышей, получавших иринотекан, вскоре после прекращения лечения произошел рецидив опухоли, и все они вскоре умерли.
Наночастицы в исследовании были ультрамаленькими — менее 100 нанометров в диаметре.
«Мы тщательно регулируем размер наночастиц, чтобы найти "золотую середину": достаточно маленькие, чтобы проникнуть в опухоль, и достаточно большие, чтобы нести терапевтическую нагрузку», — сказал Чорни.
Бродёр стремится перевести эти доклинические результаты в испытания на людях в течение следующего года.
«Мы представляем целенаправленную доставку с помощью наночастиц как четвертое направление таргетной терапии рака», — сказал он.
Он добавил, что если доставка наночастицами докажет свою ценность в клинических испытаниях, она может присоединиться к трем другим молекулярно-таргетным инновациям в лечении детского рака, уже доступным в CHOP: иммунотерапии с использованием биоинженерных T-клеток, радиоактивным изотопам, которые предпочтительно связываются с раковыми клетками, и ингибиторам киназ.
Некоторые наночастицы уже используются для лечения рака у взрослых, но если текущая методика достигнет клинического успеха при нейробластоме, это значительно усилит арсенал подходов, доступных в настоящее время для лечения детского рака. Она также имеет потенциал для более широкого применения — доставки других препаратов и лечения других видов рака, в настоящее время лечащихся иринотеканом, и, возможно, даже тех, которые в настоящее время считаются устойчивыми к этому препарату.