Наночастицы для диагностики и лечения рака

Исследователи из Университетского колледжа Дублина (UCD) успешно модифицировали наночастицы для таргетинга двух линий клеток рака молочной железы человека в целях диагностики и лечения.

Покрытие наночастиц различными веществами позволяет тонко настраивать их взаимодействие с клетками. Например, использование оптически активных частиц, таких как золото (Au), обеспечивает отличный контраст при визуализации в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR), а их нагрев может разрушать окружающую ткань (фототермальная абляционная терапия). Магнитно-активные частицы, такие как железо (Fe), могут использоваться в физиотерапии, генерируя тепло под воздействием переменного магнитного поля и вызывая гибель клеток (магнитная гипертермия).

Команда под руководством профессоров Гил Ли (Школа химии и химической биологии) и Уолтера Кольха (Systems Biology Ireland) синтезировала наностержни с длинным сегментом из железа, покрытым полиэтиленгликолем, и коротким золотым наконечником, покрытым монослоем белка херегулина (HRG).

HRG — это фактор роста, который связывается с рецепторами семейства белков ErbB и активирует их. ErbB2 сверхэкспрессируется при некоторых типах рака молочной железы и связан с плохим прогнозом, однако это также повышает чувствительность к определенным лекарствам. Ученые полагают, что функционализированные Fe-Au наностержни в сочетании с такими препаратами могут быть полезны в лечении рака.

После характеристики и настройки взаимодействия наностержней с клетками команда оценила клеточный ответ на механическую стимуляцию. Для этого они интегрировали электромагнитный пинцет с оптическим микроскопом и использовали новый микрофлюидный чип для мониторинга взаимодействия отдельных наностержней с двумя линиями клеток рака молочной железы, экспрессирующих рецепторы семейства ErbB с разной скоростью. Связывание HRG-наностержней с раковыми клетками, экспрессирующими ErbB, запускает каскад сигнальных событий, ведущих к гибели клеток.

"Используя магнитный пинцет для растяжения клеток, мы смогли дополнительно активировать сигнальные пути, запускающие гибель клеток. Это было даже более эффективно в уничтожении раковых клеток, чем магнитная гипертермия — другой терапевтический подход, который мы оценивали", — пояснил ведущий автор работы, доктор Деврим Килинч.

Результаты являются положительным индикатором для наномасштабного таргетинга и локального манипулирования раковыми клетками с определенным рецепторным профилем.