Убивающие рак нано-ромашки
Исследователи из Университета штата Северная Каролина (NC State) разработали потенциально новое оружие в борьбе с раком: носитель лекарства в форме ромашки, который в тысячи раз меньше точки в конце этого предложения.
После инъекции в кровоток миллионы этих «нано-ромашек» проникают внутрь раковых клеток и высвобождают коктейль препаратов, чтобы уничтожить их изнутри. Этот подход более точен, чем обычные методы, и, возможно, также окажется более эффективным. Обеспечивая доставку противораковых препаратов к цели контролируемыми, скоординированными дозами, нано-ромашки могут снизить побочные эффекты традиционной химиотерапии.
«Используя один наноноситель для двух разных препаратов, мы потенциально можем снизить их дозу и токсичность, — сказал доктор Чжэнь Гу. — И при этом их противораковая эффективность усиливается».
Наноносители изготовлены из полимера полиэтиленгликоля (PEG), к которому исследователи прикрепили убивающий рак препарат камтотецин (CPT), как гроздья винограда на лозе. Второй препарат, доксорубицин, также находится в растворе вокруг PEG.
Оба препарата гидрофобны, то есть «не любят» воду и избегают её. Однако PEG гидрофилен: при контакте с водой он растягивается, чтобы максимизировать контакт, в то время как Т-образные соединения, удерживающие CPT, тянут в противоположном направлении и складываются внутрь. Таким образом, противораковые препараты оказываются защищёнными оболочкой из PEG. Получившийся наноноситель имеет форму цветка — отсюда и термин «нано-ромашка».
«Идея пришла из размышлений о сворачивании белков в природе, — отметил Гу, имея в виду, как аминокислоты могут собираться в тысячи различных форм. — Это своего рода био-вдохновлённый дизайн».
После сворачивания нано-ромашки вводятся в кровоток и поглощаются ничего не подозревающими раковыми клетками, которые достаточно пористы, чтобы пропустить их внутрь. Внешние оболочки из PEG защищают полезную нагрузку из препаратов и предотвращают их преждевременную утечку.
Конструкция нано-ромашки также обеспечивает высвобождение двух противораковых препаратов с взаимодополняющими скоростями по мере распада носителя внутри раковой клетки. Каждый препарат ингибирует разные ферменты в клетке, и они работают в тандеме, чтобы предотвратить или отсрочить развитие лекарственной устойчивости.
В результате препараты атакуют рак более скоординированно и прицельно, чем традиционные лекарственные коктейли.
Пока что in vivo-тестирование на мышах показало, что этот подход приводит к значительному накоплению препаратов в местах опухолей, а не в здоровых органах. Гу отметил, что in vitro-тестирование также продемонстрировало потенциал нано-ромашек для эффективного воздействия на разные виды рака.
«Он показал широкий поражающий эффект для различных линий раковых клеток, включая лейкемию, рак молочной железы и лёгких», — сказал он.
Следующим шагом для нано-ромашек являются доклинические испытания, чтобы определить, готовы ли они бороться с раком у людей.