Прорыв в методе лечения рака: наночастица решает три проблемы фотодинамической терапии

Профессор Ян К.М. ван Хест из Технологического университета Эйндховена объявил о прорыве в неинвазивном лечении рака. Его Институт комплексных молекулярных систем совместно с несколькими китайскими научными учреждениями протестировал нанотехнологию, устраняющую недостатки фотодинамической терапии (ФДТ) — перспективного метода лечения рака. Статья с результатами успешных испытаний опубликована в журнале ACS Nano.

ФДТ — это нетоксичное, нехирургическое лечение, набирающее популярность, особенно в США и Китае. Пациенту вводят соединение-фотосенсибилизатор, которое реагирует на свет. Когда фотосенсибилизатор достигает опухолевых клеток, его активируют лазером. Реакция создает синглетный кислород, который уничтожает близлежащие клетки. ФДТ также косвенно активирует иммунную систему для атаки на рак.

Решение для опухолей близко к коже

ФДТ может стать прорывом в лечении рака молочной железы, простаты, лимфом и других опухолей, достаточно близких к поверхности кожи для воздействия лазером. У метода нет побочных эффектов химиотерапии или рисков хирургии. Однако для эффективной работы необходимо решить три проблемы:

1. Фотосенсибилизатор должен накапливаться именно вокруг опухоли.
2. Для реакции нужны молекулы кислорода, а опухоли создают среду с низким содержанием O₂.
3. Опухоли вырабатывают защитное вещество, расщепляющее синглетный кислород.

Команда профессора ван Хеста создала единую наночастицу, решающую все три проблемы. Ее покрытие из полимеров активируется кислой средой опухоли, заставляя частицу прикрепляться к ней. Полимеры удерживаются вместе фотосенсибилизатором, который выступает и как контейнер, и как ключевой груз. Каталаза, которую несет частица, расщепляет перекись водорода (H₂O₂) из опухоли, производя обилие кислорода. Одновременно другое соединение в частице разрушает защитное вещество опухоли и, как полезный побочный эффект, высвобождает марганец, облегчающий МРТ-визуализацию.

"Это элегантное решение, в котором каждый компонент работает сообща, чтобы отключить защитные механизмы опухоли", — говорит профессор ван Хест.

Компоненты либо разрушаются в запланированной реакции, либо легко выводятся из организма. Частицы также относительно легко производить в больших масштабах.

Успешные испытания и планы на будущее

Профессор ван Хест совместно с аспирантом Цзяньчжи Чжу руководил командой, в которую вошли лаборатории TU/e, Университета Донгхуа и Университета Фудань. Испытания под руководством профессора Сянъяна Ши из Университета Донгхуа доказали эффективность частицы против трех ключевых проблем ФДТ.

Успешные результаты открывают путь к дальнейшим испытаниям. Перед тестами на людях метод должен быть проверен на безопасность и эффективность в более сложных системах. Параллельно команда исследует возможность добавления светового двигателя, который мог бы направлять наночастицу глубже в опухоль для повышения эффективности.

Публикация в ACS Nano дает надежду на новые прорывы в использовании ФДТ и нанотехнологий для эффективного и безопасного лечения рака.