Экспериментальная наномедицина доставляет химиопрепараты прямо в опухоли у мышей
Исследователи из Онкологического центра Университета Чикаго разработали наномедицину, которая увеличивает проникновение и накопление химиотерапевтических препаратов в опухолевых тканях и эффективно убивает раковые клетки у мышей.
Исследование, опубликованное в Science Advances, решает проблему ограниченной эффективности химиотерапии. Хотя химиотерапия является основным методом лечения большинства видов рака, большая часть препарата быстро расщепляется ферментами в организме или выводится почками, не достигнув опухоли. Кроме того, значительная часть препарата попадает в здоровые ткани, вызывая токсичные побочные эффекты.
Для решения этой проблемы перспективным подходом стала упаковка химиопрепаратов в наночастицы. Эти частицы, невидимые даже под микроскопом, могут доставлять агенты прямо к опухоли. Несмотря на потенциал, наномедицине требуется значительное улучшение способности доставлять препарат внутрь опухолевых клеток.
Венбин Лин, профессор химии Университета Чикаго, является пионером в разработке наночастиц для медицинской визуализации и доставки лекарств. Новое исследование его лаборатории описывает новый подход для усиления эффектов наномедицины, который оказался эффективным на мышах и готовится к доклиническим испытаниям.
Улучшенный носитель
Химиопрепараты достигают опухолевых клеток, проникая из кровеносных сосудов в соседнюю опухолевую ткань. Однако раковые клетки часто рекрутируют близлежащие сосуды для инвазии в другие ткани, и эти быстро созданные сосуды часто аномальны — они создают нерегулярный кровоток, затрудняя эффективное проникновение препарата в опухоль.
Учёные изучили конкретный путь, известный как STING (стимулятор интерфероновых генов). Активация STING нарушает опухолевую васкулятуру — структуру кровеносных сосудов — и увеличивает проницаемость сосудов вблизи опухоли. Но предыдущие попытки активировать STING не давали желаемых результатов.
Команда Лина разработала крошечный полимер, который инкапсулирует как активатор STING, так и химиотерапевтический препарат. Это использует уникальное свойство активаторов STING, доставляя их вместе с химиопрепаратами, с идеей, что активация STING увеличит проницаемость сосудов вокруг опухоли и тем самым усилит эффект химиотерапии.
«Мы обнаружили новый способ использования активаторов STING для нарушения опухолевой васкулятуры, чтобы усилить доставку препарата в опухоли, не усиливая её в других тканях», — сказал Лин.
«Активаторы STING сами по себе работали не очень хорошо, но создание наномедицины, я думаю, может заставить их работать как отдельно, так и в комбинации, что является важным вкладом», — сказал Ральф Вайхсельбаум, профессор и старший автор исследования.
Исследовательская группа оценила противоопухолевый эффект терапии на нескольких типах опухолей у мышей и обнаружила сильный эффект с большим подавлением роста опухоли и высокими показателями излечения.
«Мы отметили, что радиация активирует STING, как патоген, из-за двунитевых разрывов, вносимых излучением, и, что важно, агонисты STING могут быть полезны в терапии рака», — сказал Вайхсельбаум.
Учёные также отметили, что STING может иметь и другие эффекты помимо проницаемости сосудов. Путь STING активируется вторгающимися патогенами, такими как бактерии, вирусы и аномальной ДНК рака, и запускает воспалительный ответ для уничтожения нежелательных клеток. Активация STING также увеличивает инфильтрацию Т-клеток и превращает иммунологически «холодные» опухоли в так называемые «горячие» или воспалённые опухоли, делая их более восприимчивыми к иммунотерапии, например, ингибиторам иммунных контрольных точек.
Эта работа стала результатом давнего сотрудничества между отделениями физических и биологических наук Университета Чикаго.
«Следующие шаги — провести дополнительные валидационные исследования и подготовиться к масштабированию технологии и, надеюсь, испытаниям на людях», — сказал Лин.