Пептидные супрамолекулярные сборки усиливают химиотерапию колоректального рака

Колоректальный рак (CRC) стал часто диагностируемым заболеванием. Поздние стадии CRC высоко гетерогенны и часто ускользают от лечения, вырабатывая устойчивость к препаратам и рецидивируя.

Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum) — один из наиболее распространенных видов бактерий в тканях колоректального рака. Увеличение количества F. nucleatum не только способствует развитию CRC, но и индуцирует метастазирование и лекарственную устойчивость. Нацеливание на такие ассоциированные с раком микроорганизмы может дать новый метод для преодоления резистентности и улучшения результатов химиотерапии.

В исследовании, опубликованном в Science Advances, группа Гао Юаня из Национального центра нанонауки и технологий (NCNST) Китайской академии наук (CAS) представила стратегию без антибиотиков для подавления специфических бактериальных штаммов с целью улучшения лечения CRC. Они разработали систему супрамолекулярной самосборки, управляемую нитроредуктазой (NTR), которая может ингибировать F. nucleatum и повышать чувствительность CRC к химиотерапии.

Исследователи синтезировали атипичный NTR-чувствительный мотив, введя дополнительную гидрофильную карбоксильную группу в нитробензольный фрагмент. Конъюгация этого мотива с подходящей пептидной последовательностью дала прекурсор для сборки. Прекурсоры подвергались NTR-катализируемому превращению и образовывали упорядоченные нановолокна как in vitro, так и в живых системах.

Именно эти нановолокна, а не отдельные молекулы, проявляли антибактериальную активность против F. nucleatum. Локальное введение NTR-индуцированных сборок значительно ослабляло индуцированный бактериями эффект устойчивости к оксалиплатину (OXA) и в конечном итоге эффективно подавляло рост опухоли.

Затем исследователи подтвердили, что ингибирование F. nucleatum способствовало улучшению результатов химиотерапии. Они заявили, что супрамолекулярная самосборка может служить абиотической стратегией для прерывания взаимодействий бактерий с клетками млекопитающих и усиления терапии CRC.

«Такая стратегия должна быть применима для улучшения других методов лечения рака, если опухоли несут риск микробных инфекций», — сказал Гао. В качестве примера он привел ассоциированный с E. coli лекарственно-устойчивый рак поджелудочной железы, где E. coli метаболизирует противораковый препарат Гемцитабин в его неактивную форму, что приводит к неудаче химиотерапии.