Наночастицы с управляемым светом вызывают регрессию опухолей

Уникальные наночастицы для локальной терапии рака подавляют рост опухолей у мышей, как показали исследователи из Университета Пенсильвании.

Наночастицы, разработанные доцентом биомедицинской инженерии Дэниелом Хейсом, имеют специальную химическую структуру, позволяющую присоединять к ним микроРНК (miRNA). miRNA — это молекула, которая, связываясь с матричной РНК (mRNA), блокирует её работу. В данном случае она препятствует созданию белков в раковой клетке, необходимых для её выживания.

В исследовании наночастицы доставлялись в раковые клетки мышей внутривенно. После накопления частиц в опухолевой области учёные использовали свет определённой длины волны, чтобы отделить miRNA от наночастиц. Затем miRNA связывалась с mRNA в раковой клетке, останавливая производство белков. В конечном итоге раковая клетка погибала.

Статья опубликована 22 июня в журнале Biomaterials.

«Этот метод доставки обеспечивает временную и пространственную специфичность, — сказал профессор молекулярной токсикологии и канцерогенеза Адам Глик. — Вместо системной доставки miRNA и связанных с этим побочных эффектов, мы можем доставить miRNA в конкретную область ткани в нужное время, облучая её светом».

Хейс отметил, что такая специфичность критически важна для терапии рака.

«miRNA может оказывать совершенно разное действие в разных типах тканей, что приводит к нежелательным побочным эффектам и токсичности, — пояснил Хейс. — Доставка и активация miRNA только в месте опухоли снижает эти эффекты и может повысить общую эффективность лечения».

Используя этот метод, аспирант-биомедик Иминг Лю из лаборатории Хейса показал, что кожные опухоли примерно у 20 мышей, получивших наночастицы с miRNA и облучённых светом, полностью регрессировали в течение 24–48 часов и не возобновляли рост.

Кроме того, используемая miRNA может быть более эффективной в уничтожении раковых клеток, чем другие аналогичные методы.

«Особенность этой терапии в том, что применяемая нами miRNA регулирует широкий набор генов и особенно эффективна против гетерогенных заболеваний, таких как рак», — сказал Лю.

Это означает более высокую общую эффективность уничтожения раковой клетки, поскольку лечение атакует её по нескольким направлениям одновременно. Также это может снизить способность раковых клеток развивать устойчивость к лечению, так как miRNA способна связываться с разными mRNA в клетке, диверсифицируя способы блокировки производства белков.

К типам рака, которые могут быть чувствительны к такому лечению, относятся рак ротовой полости, желудочно-кишечного тракта или кожи — то есть любые опухоли, доступные для облучения с помощью оптоволоконного кабеля.

«Мы хотели бы развивать этот метод для лечения внутренних опухолей, которые более значимы с точки зрения смертности, например, рака пищевода», — заявил Глик.