Как доставить больше противораковых наночастиц к цели

Исследователи из Университета Торонто обнаружили пороговую дозу, которая значительно увеличивает доставку противораковых препаратов в опухоль.

Определение этого порога дает потенциально универсальный метод оценки дозировки наночастиц и может способствовать развитию нового поколения терапии, визуализации и диагностики рака.

«Это очень простое решение — корректировка дозировки, но результаты очень впечатляющие», — говорит кандидат MD/Ph.D. Бен Оуян, руководивший исследованием под руководством профессора Уоррена Чана.

Их результаты опубликованы в Nature Materials и предлагают решения проблемы доставки лекарств, ранее поднятой Чаном и коллегами четыре года назад в Nature Reviews Materials.

Нанокапсулы используются для доставки лекарств к опухолям, что может улучшить ответ пациента на лечение и снизить побочные эффекты, такие как выпадение волос и рвота. Однако на практике лишь небольшая часть введенных частиц достигает цели.

В обзоре литературы за последнее десятилетие (Nature Reviews Materials) команда обнаружила, что в среднем только 0,7% химиотерапевтических наночастиц попадают в целевую опухоль.

«Эффективность новых терапевтических средств зависит от нашей способности доставить их к цели, — объясняет Чан. — Мы открыли новый принцип улучшения процесса доставки. Это может быть важно для нанотехнологий, геномных редакторов, иммунотерапии и других технологий».

Команда Чана определила печень, фильтрующую кровь, как главное препятствие для доставки наночастиц. Они предположили, что у печени существует порог скорости захвата — после насыщения органа наночастицами он не сможет справляться с более высокими дозами. Их решение заключалось в манипуляции дозой, чтобы «перегрузить» клетки Купфера, выстилающие печеночные каналы.

Исследователи обнаружили, что инъекция базовой дозы в 1 триллион наночастиц мышам in vivo была достаточной, чтобы перегрузить эти клетки. В результате эффективность доставки в опухоль возросла до 12%.

«Предстоит еще много работы, чтобы увеличить эти 12%, но это большой шаг от 0,7», — говорит Оуян. Исследователи также тщательно проверили, не приводит ли перегрузка клеток Купфера к токсичности для печени, сердца или крови.

«Мы тестировали золото, диоксид кремния и липосомы. Во всех исследованиях, как бы высоко мы ни поднимали дозу, мы не видели никаких признаков токсичности», — отмечает Оуян.

Команда использовала этот пороговый принцип для повышения эффективности клинически используемой наночастицы с химиотерапевтиком Caelyx. Их стратегия привела к уменьшению опухолей на 60% больше по сравнению со стандартной дозой Caelyx с тем же количеством доксорубицина.

Поскольку решение исследователей простое, они надеются, что этот порог положительно повлияет даже на текущие протоколы дозирования наночастиц в клинических испытаниях на людях. По их расчетам, порог для человека составит около 1,5 квадриллиона наночастиц.

«В этом методе есть простота, и он показывает, что нам не нужно перепроектировать наночастицы для улучшения доставки, — говорит Чан. — Это может решить серьезную проблему доставки».