Наночастицы для доставки лекарств находят и уничтожают неуловимые раковые стволовые клетки

Исследователи из Университета Иллинойса отправляют крошечные наночастицы с лекарством на миссию по поиску и уничтожению раковых стволовых клеток — неуловимых и редких клеток, которые могут вызвать возвращение рака даже спустя годы после лечения первоначальной опухоли.

В исследовании под руководством Дипанджана Пана, профессора биоинженерии, ученые разработали наночастицы, которые специфически связываются с белком, маркирующим поверхность стволовых клеток рака молочной железы. Внутри частиц инкапсулирован препарат никлозамид — лекарство, обычно назначаемое по всему миру для лечения ленточных червей, но в раковых стволовых клетках он отключает ключевые генетические пути, которые придают клеткам стволовые свойства, позволяющие им расти и распространяться.

«Критически важно проводить лечение уже развившихся опухолей; однако долгосрочная выживаемость и предотвращение рецидива не менее важны», — сказал Пан. — «Мы хотим уничтожить клетки, которые скрыты в ткани и вызывают возвращение рака или его распространение в другие части тела».

Раковые стволовые клетки составляют крошечную долю клеток в опухоли, но достаточно одной или двух, чтобы дать начало новой опухоли, отметил Пан. Задача для врачей и исследователей — не только найти эти клетки, но и лечить их. Группа Пана создала наночастицы, нацеленные на белок под названием CD44, который появляется только на поверхности раковых стволовых клеток, и протестировала их на опухолях рака молочной железы в клеточных культурах и на живых мышах.

«Я называю их "наночастицами с GPS", потому что они ищут только клетки, обладающие свойствами раковых стволовых клеток. Затем они прикрепляются к клеткам и доставляют лекарство», — сказал Пан. — «Насколько нам известно, это первая демонстрация доставки терапии, нацеленной на раковые стволовые клетки, с помощью наночастицы».

Исследователи использовали наночастицы для доставки никлозамида, который входит в Перечень основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения (WHO) — индекс самых безопасных и эффективных лекарств в мире. Ранее группа Пана обнаружила, что никлозамид действует на определенный путь регуляции генов в раковых стволовых клетках.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Molecular Cancer Therapeutics, раковые стволовые клетки потеряли свои стволовые свойства после обработки целевыми наночастицами с никлозамидом, что сделало их менее способными вызывать рецидив или метастазирование рака. Исследователи также наблюдали значительное снижение общего роста раковых клеток как в клеточных культурах, так и у мышей.

Используя уже одобренный препарат и простые в производстве наночастицы, Пан надеется, что эта система может стать доступным и экономически эффективным методом лечения для предотвращения рецидива рака у пациентов.

«Мы сознательно использовали чрезвычайно недорогой препарат. Он дженериковый, и мы можем производить его в больших масштабах», — сказал Пан. — «Наночастицы представляют собой полимер, который мы можем производить в больших масштабах — он четко определен и стабилен, поэтому мы точно знаем, что доставляем. Остальной процесс — это просто самосборка».

«Эта работа также важна для будущих исследователей, работающих в области раковых стволовых клеток», — сказал постдокторант Сантош Мисра, первый автор исследования. — «Мы описали и подтвердили белки и гены, ответственные за жизненно важные процессы в этих клетках, и это открывает новые пути для создания более эффективных методов терапии».

Исследователи работают над созданием комбинированной терапии, которая может доставлять препараты для первичного рака (например, традиционные химиотерапевтические средства), а также целевые агенты для лечения раковых стволовых клеток. Они также тестируют систему доставки лекарств с помощью наночастиц на крупных животных моделях, чтобы приблизить ее к клиническому применению.