Распыляемая химиотерапия может стать альтернативой обычной

Химиотерапия часто используется после хирургического удаления опухоли для уничтожения оставшихся раковых клеток, но внутривенные препараты имеют серьёзные побочные эффекты и не всегда эффективны.

Исследователи разработали «химио-спрей» — наночастицы с химиопрепаратом (например, доксорубицином), которые можно распылять непосредственно на поверхность ткани рядом с опухолью. Благодаря химическому составу наночастиц и раковых клеток, частицы эффективно поглощаются в основном раковыми клетками, а высвобождение лекарства запускается химической средой внутри них. По сравнению с обычной внутривенной химиотерапией, такой спрей обещает снизить риск системной токсичности и повысить терапевтический эффект.

Учёные под руководством Хён Джун Ча из Пхоханского университета науки и технологии (Южная Корея) опубликовали статью о спрее в ACS Nano.

Ключевые инновации:

• Адгезия: Для решения проблемы прилипания наночастиц к влажным поверхностям исследователи использовали белки мидийного клея (mussel adhesive proteins, MAPs). В работе применялась их биоинженерная версия, позволяющая частицам удерживаться на поверхности ткани в водной среде более месяца.
• Селективность: Наночастицы на основе MAPs преимущественно поглощаются раковыми клетками из-за их более высокого метаболизма и отрицательно заряженной поверхности, которая притягивается к положительно заряженным остаткам в MAPs.
• Целевое высвобождение: Частицы попадают в клетки через эндоцитоз и транспортируются к ядру. В кислой среде органелл эндолизосом наночастицы получают сигнал высвободить лекарство (pH-зависимое высвобождение), что минимизирует вред для здоровых тканей.
• Двойное действие: Помимо химиопрепарата, аминокислота DOPA из мидийного клея истощает запасы железа (Fe³⁺) в раковых клетках, что подавляет их пролиферацию и ведёт к апоптозу.

Цитата автора:

«Наночастицы на основе мидийного адгезивного белка не только облегчают локальное введение препаратов с помощью удобного процесса распыления во время операции, но и вызывают эффективное противораковое действие благодаря значительно усиленному удержанию и поглощению лекарства в очаге поражения. Таким образом, наша система локальной доставки лекарств может компенсировать недостатки низкой эффективности доставки и системной токсичности при системном введении», — сообщил Хён Джун Ча.

Планы на будущее: Исследователи планируют адаптировать метод распыления для эндоскопических или лапароскопических процедур и расширить его применение для доставки различных терапевтических агентов: генов, пептидов, фототермических агентов и других химических препаратов.