Наночастицы в камуфляже доставляют смертельный белок к раковым клеткам

Биомиметическая наносистема может доставлять терапевтические белки для селективного воздействия на злокачественные опухоли.

Исследователи использовали белковый токсин гелонин из растения, произрастающего в Гималаях. Белки были помещены в самоорганизующиеся наночастицы металло-органического каркаса (MOF), чтобы защитить их от иммунной системы организма. Для увеличения времени циркуляции препарата в кровотоке и селективного нацеливания на опухоль команда покрыла MOF оболочкой из клеток самой опухоли.

Кровь — враждебная среда для доставки лекарств. Иммунная система атакует чужеродные молекулы или выводит их из организма через селезенку или печень. Однако клетки, включая раковые, выделяют мелкие частицы — внеклеточные везикулы, которые посылают иммунной системе сигнал "не ешь меня".

Стратегия заключалась в использовании внеклеточных везикул, полученных из опухолевых клеток. Удалив 99% их содержимого, исследователи использовали мембрану для оборачивания наночастиц MOF. Если получать везикулы от самого пациента (через биопсию или операцию), наночастицы будут находить опухоль посредством гомотипического таргетинга.

Самоорганизация наночастиц MOF и инкапсуляция белков достигаются одновременно в водной среде. Участки с высоким сродством к металлам на поверхности MOF действуют как "крючки", позволяя легко закрепить мембрану везикул.

Наносистема циркулирует в кровотоке, пока не найдет опухоль и не свяжется с мембраной клетки. Раковая клетка поглощает наночастицу путем эндоцитоза. Внутри клетки более высокая кислотность внутриклеточных транспортных везикул приводит к разрушению MOF и высвобождению токсичного белка в цитозоль, что убивает клетку.

MOF обладает очень высокой нагрузочной способностью, что позволяет использовать меньше частиц и снижает общую токсичность.

Эффективность и токсичность наносистемы были изучены на модели мелких животных. Исследователи полагают, что их система является инструментом для направленной доставки и других белков, требующих защиты от иммунной системы.