Прикреплённые наночастицы делают опухолевые клетки более уязвимыми

Исследователи MIT разработали способ повысить восприимчивость опухолевых клеток к определённым видам лечения, покрывая клетки наночастицами перед введением препаратов.

Прикрепив сотни крошечных частиц к поверхности опухолевых клеток в присутствии механической силы, исследователи сделали клетки гораздо более уязвимыми для атаки препаратом, который заставляет раковые клетки совершать самоубийство (апоптоз). По-видимому, прикреплённые наночастицы усиливают силы, оказываемые на клетки током крови, что повышает вероятность их гибели.

В тестах на мышах исследователи обнаружили, что прикреплённые наночастицы повысили эффективность препарата, индуцирующего клеточное самоубийство (TRAIL), на 50%, и эта комбинация уничтожила до 90% опухолевых клеток у мышей.

Усиление гибели клеток

В новом исследовании команда MIT решила выяснить, могут ли физические силы, такие как силы тока крови, влиять на реакцию опухолей на лекарственную терапию. Они сосредоточились на экспериментальном препарате TRAIL — белке, экспрессируемом клетками иммунной системы. TRAIL связывается с рецепторами смерти на мембранах клеток, посылая сигнал, стимулирующий апоптоз.

Первоначальные эксперименты показали, что опухолевые клетки становятся более восприимчивыми к этому препарату после воздействия сил сдвига от физиологических жидкостей. Это привело исследователей к гипотезе, что они могут сделать клетки ещё более восприимчивыми к лечению, увеличив действующие на них силы. Один из способов — прикрепить к поверхности клеток крошечные частицы. Действуя как шарики на верёвочке, прикреплённые частицы бьют и тянут поверхность опухолевой клетки под током крови, делая клетки более восприимчивыми к сигналу гибели от препарата.

Частицы, которые можно вводить в кровоток, сделаны из биодеградируемых полимеров PLGA. Они покрыты другим полимером, PEG, помеченным лигандом или антителом, специфичным к белкам на поверхности опухолевых клеток, что позволяет прикрепить их к поверхности.

В тестах на мышах прикрепление частиц к опухолевым клеткам с последующей обработкой TRAIL убивало метастатические опухолевые клетки в кровотоке, а также снижало прогрессирование солидных опухолей. Исследователи протестировали частицы размером от 100 нанометров до 1 микрометра и обнаружили, что самые крупные были более эффективны. Кроме того, чем больше частиц было прикреплено к поверхности, тем больше клеток погибало.

Эффект лечения, по-видимому, специфичен для опухолевых клеток и не индуцирует апоптоз в здоровых клетках.

Вынужденные взаимодействия

Исследователи полагают, что частицы могут усиливать эффекты TRAIL, сжимая покров из молекул, который обычно окружает опухолевые клетки, облегчая взаимодействие препарата с рецепторами на поверхности клетки, которые запускают путь гибели клетки.

Команда MIT теперь изучает возможность использования этого подхода в комбинации с другими препаратами, стимулирующими иммунный ответ, например, с препаратами, вызывающими "цитокиновый шторм".