Разработаны наноразмерные «грузовые корабли» для таргетной терапии опухолей
Ученые создали наноразмерные «грузовые корабли», способные перемещаться с кровотоком, избегая немедленного обнаружения иммунной системой, и доставлять в опухоли противораковые препараты и маркеры для диагностики.
В предстоящем выпуске немецкого химического журнала Angewandte Chemie исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Санта-Барбаре и MIT сообщают о создании системы, объединяющей терапевтические и диагностические функции в одном устройстве, устойчивом к быстрому удалению из организма.
«Идея заключается в инкапсуляции агентов для визуализации и лекарств в защитный "материнский корабль", который обходит естественные процессы, удаляющие эти полезные грузы в незащищенном виде», — пояснил руководитель группы Майкл Сэйлор. Эти «корабли» имеют диаметр всего 50 нанометров (в 1000 раз меньше человеческого волоса) и несут на поверхности молекулы, позволяющие находить и проникать в опухолевые клетки.
«Многие перспективные в лаборатории препараты не работают в организме, потому что не достигают больной ткани вовремя или в достаточной концентрации», — отметила Сангита Бхатия из MIT. Новая система призвана решить эту проблему.
Конструкция и навигация
Корпус «кораблей» сделан из специально модифицированных липидов, что позволяет им циркулировать в кровотоке часами, не вызывая быстрого иммунного ответа (проверено на мышах). Конструкция достаточно прочна, чтобы предотвратить утечку груза.
К поверхности корпуса прикреплен белок F3, созданный в лаборатории Эркки Руослахти. Он специфично связывается с поверхностью раковых клеток и транспортируется в их ядра.
Полезная нагрузка и визуализация
В экспериментах на мышах «корабли» загружали тремя типами груза:
- Наночастицы оксида железа — для детекции с помощью МРТ.
- Флуоресцентные квантовые точки — для высокодетальной флуоресцентной визуализации.
- Противраковый препарат доксорубицин.
Удивительным открытием стала способность одного «корабля» нести несколько магнитных наночастиц, что повышает их яркость на МРТ и может позволить обнаруживать более мелкие опухоли.
«Тот факт, что корабли могут нести столь разные грузы… стал настоящим сюрпризом», — сказал Сэйлор.
Значение работы
Исследование является первым примером использования единого наноматериала для одновременной доставки лекарств и мультимодальной визуализации больной ткани в живом организме. Большинство более сложных гибридных наносистем, изучаемых другими группами, обладают плохой стабильностью и малым временем циркуляции в крови.
Сейчас ученые работают над нанесением на поверхность «кораблей» химических «почтовых индексов» для доставки грузов в конкретные опухоли или органы.