Наночастицы из карбоната кальция замедляют рост опухолей
Инженеры из Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили, что наночастицы из основного компонента обычных антацидных таблеток могут препятствовать росту раковой опухоли.
Исследовательская группа под руководством Авика Сома (MD/PhD) и профессора Сэмюэля Ачилефу использовала две новые методики для создания наночастиц из карбоната кальция (CaCO3). Частицы вводили внутривенно мышам с солидными опухолями. Соединение изменило pH опухолевой среды с кислого на более щелочной, что остановило рост рака.
Впервые было показано, что можно модулировать pH в солидных опухолях с помощью специально разработанных наночастиц. Результаты опубликованы в журнале Nanoscale.
Ключевая проблема и решение
- Проблема: Сниженный pH (кислая среда) опухоли коррелирует с метастазированием.
- Задача: Повысить pH только в микроокружении опухоли.
- Решение: Использовать наночастицы CaCO3, которые при растворении в воде повышают pH.
Технологические вызовы и их преодоление
Карбонат кальция в природе образует крупные кристаллы и стремится расти в воде, что не подходит для терапии (нужны частицы размером ~100 нм).
Для создания стабильных наночастиц были разработаны два метода в сотрудничестве с инженерными лабораториями:
- Диффузия на основе полиэтиленгликоля (лаборатория Пратима Бисваса) — получение частиц размером 20 и 300 нм.
- Этанол-ассистированная диффузия (лаборатория Шриканта Сингаманени) — получение частиц размером 100 нм.
Стабильность частиц для внутривенного введения обеспечили с помощью растворителя на основе альбумина.
Преимущества и результаты
- Биосовместимость: Кальций и карбонат естественны для организма и малотоксичны. При растворении карбонат выводится через легкие в виде CO2, а кальций может включаться в кости.
- Эффект: Ежедневные инъекции наночастиц мышам с моделью фибросаркомы останавливали рост опухоли. После прекращения инъекций рост возобновлялся.
Планы на будущее
Исследователи планируют определить оптимальную дозу для предотвращения метастазирования, улучшить таргетинг частиц к опухолям и изучить возможность комбинации с химиотерапевтическими препаратами.
