Углеродные нанотрубки нацеливаются на опухоли
Исследователи из Центра нанотехнологий в онкологии, ориентированного на терапию (CCNE-TR) при Стэнфордском университете, впервые показали, что однослойные углеродные нанотрубки (SWCNTs), покрытые полиэтиленгликолем (PEG), могут успешно нацеливаться на опухоли в живых организмах. Работа выполнена под руководством Хонгцзе Дая и опубликована в журнале Nature Nanotechnology.
Команда CCNE-TR покрыла коммерчески доступные SWCNTs биосовместимым полимером PEG, который часто используется для увеличения времени циркуляции и растворимости в воде. Использовались две длины молекул PEG, что дало нанотрубки диаметром 1 нм/длиной 100 нм или диаметром 5 нм/длиной 300 нм.
К концам цепей PEG исследователи присоединили опухолево-нацеливающий пептид циклический-RGD. RGD (состоящий из аминокислот аргинина, глицина и аспарагиновой кислоты) связывается с белком αvβ3, который находится на поверхности некоторых типов злокачественных клеток. Каждая нанотрубка содержала несколько молекул циклического-RGD.
Для отслеживания нанотрубок in vivo к цепям PEG также присоединили множественные копии молекулы DOTA, которая связывает ионы металлов. В данном случае DOTA использовали для связывания радиоактивного изотопа меди 64Cu, детектируемого с помощью позитронно-эмиссионной томографии (PET). Тесты показали, что все присоединённые компоненты оставались прочно закреплены на нанотрубках даже после нагревания до 70°C в течение недели.
Раствор с нанотрубками ввели мышам с опухолями, экспрессирующими αvβ3, и с помощью PET отслеживали их распределение в течение 24 часов. Эксперимент показал, что 10–15% SWCNTs, покрытых более длинными молекулами PEG, накапливались в опухолях. Накопление было быстрым и достигало максимума в течение 6 часов после инъекции.
Для сравнения, в опухолях накапливалось только 3–4% нанотрубок, покрытых более коротким PEG. Присутствие целевых SWCNTs в опухолях подтвердили с помощью рамановской спектроскопии, которая детектирует уникальные оптические сигналы этих нанотрубок.
Исследование, поддержанное Альянсом по нанотехнологиям в онкологии Национального института рака, опубликовано в статье «In vivo biodistribution and highly efficient tumour targeting of carbon nanotubes in mice».