Направляемые «наноракеты» доставляют противораковый препарат прямо в опухоль

Исследователи из Сколтеха и их коллеги из Медицинского центра Хадасса разработали гибридные наночастицы, которые можно направлять к опухоли с помощью магнита, отслеживать по флуоресценции и заставлять высвобождать препарат по команде ультразвуком. Эта технология может сделать химиотерапию рака более прицельной. Статья опубликована в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.

Современные методы лечения рака, включая химиотерапию, иммунотерапию, облучение и хирургию, часто недостаточно избирательны и могут повреждать здоровые ткани. Они также высокотоксичны для всего организма. Одно из решений — фокальная терапия, в частности доставка лекарств в опухоль с помощью наночастиц из биосовместимых материалов. Та же технология может использоваться и для диагностики, улучшая медицинскую визуализацию.

Команда под руководством профессора Дмитрия Горина (Центр фотоники и квантовых материалов) и профессора Тимофея Зацепина (Центр наук о жизни) создала многофункциональные наночастицы, содержащие магнитные наночастицы, флуоресцентные красители Cy5 или Cy7 и препарат доксорубицин. МРТ-визуализацию провёл доктор Кирилл Петров из Медицинского центра Хадасса. Эксперименты с динамическим светорассеянием, флуоресцентной томографией и гистологией выполнены на оборудовании Центра коллективного пользования «Биовизуализация и спектроскопия» Сколтеха.

Эти крошечные капсулы можно направлять магнитным полем к опухоли, они обеспечивают хороший контраст для высокоразрешающей МРТ, оптоакустической и флуоресцентной визуализации, а ультразвук можно использовать для запуска высвобождения препарата. Многокомпонентность капсул обеспечивает их многофункциональность: мультимодальность для визуализации (флуоресцентная, оптоакустическая, МРТ), дистанционное высвобождение (фокусированный ультразвук) и навигацию (градиент магнитного поля).

«Носители для доставки лекарств были приготовлены комбинацией двух методов. Первый, предложенный ранее соавторами, называется методом, индуцированным замораживанием (FIL). Он успешно применялся для загрузки субмикронных частиц ватерита неорганическими наночастицами, белками, низкомолекулярными препаратами и т.д. Частицы ватерита служили шаблонами для носителей и удалялись после формирования полимерной оболочки. Второй метод — послойная сборка — использовался для формирования биоразлагаемой полимерной оболочки», — поясняет Горин.

Команда с помощью экспериментов in vitro и исследований на животных моделях in vivo показала работоспособность метода: им удалось продемонстрировать увеличение прицельной доставки доксорубицина в печень после ультразвукового высвобождения.

«Этой технологии предстоит пройти доклинические исследования на животных моделях для оценки терапевтической эффективности и безопасности такой системы доставки. Это будет следующим шагом в нашей работе», — отмечает Зацепин.