Нормализация сосудов опухоли улучшает доставку только самых маленьких нанолекарств
Сочетание двух стратегий для улучшения лечения рака — антиангиогенных препаратов и наномедицины — может быть успешным только при использовании самых маленьких нанолекарств. Исследование Массачусетской больницы общего профиля (MGH), опубликованное в Nature Nanotechnology, показывает, что нормализация кровеносных сосудов в опухолях, улучшающая доставку стандартных химиотерапевтических препаратов, может блокировать доставку более крупных нанотерапевтических молекул.
«Мы обнаружили, что сосудистая нормализация увеличивает доставку к раковым клеткам только самых маленьких нанолекарств. Мы также показали, что самые маленькие нанолекарства по своей природе лучше проникают в опухоли, чем более крупные, что позволяет предположить, что они могут быть идеальными для терапии рака», — говорит ведущий автор работы Викаш П. Чаухан из лаборатории Стила биологии опухолей MGH.
Проблема сосудов опухоли и две стратегии лечения
- Аномальные сосуды опухоли: Для роста опухоли требуется собственное кровоснабжение, но её сосуды обычно дезорганизованы, увеличены и протекают. Это не только мешает доставке химиопрепаратов к клеткам вдали от сосудов, но и повышает давление внутри опухоли, ещё больше снижая проникновение лекарств.
- Антиангиогенная терапия: Препараты, ингибирующие ангиогенез (образование новых сосудов), уменьшают эти аномалии — процесс, называемый сосудистой нормализацией. Он улучшает лечение некоторыми стандартными химиопрепаратами.
- Наномедицина: Нанолекарства (10–100 нанометров) разработаны для использования аномалии сосудов опухоли. Они слишком велики для пор сосудов здоровых тканей, но проходят через увеличенные поры опухолевых сосудов, что должно снижать побочные эффекты.
Эксперимент и результаты
Исследование на модели рака молочной железы у мышей показало:
- Лечение антителом DC101 временно уменьшало диаметр увеличенных опухолевых сосудов.
- Эта сосудистая нормализация улучшала проникновение в опухоль 12-нанометровых частиц, но не влияла на доставку молекул размером 60 или 125 нанометров.
- Математическая модель предсказала, что уменьшение размера пор в стенках сосудов снимает повышенное внутриопухолевое давление, позволяя проникать только тем молекулам, которые проходят через меньшие поры.
- На практике комбинация DC101 с маленьким (10 нм) нанопрепаратом Abraxane (паклитаксел) была более эффективной, чем комбинация DC101 с крупным (100 нм) нанопрепаратом Doxil (доксорубицин).
Выводы и перспективы
«Наши данные дают рекомендации по комбинированию антиангиогенных препаратов с нанотерапевтиками», — отмечает старший автор работы, профессор Гарвардской медицинской школы Ракеш К. Джейн.
- Для синергетического эффекта с антиангиогенной терапией следует использовать маленькие нанолекарства (около 12 нм).
- Меньшие нанолекарства по физическим принципам проникают в опухоли быстрее, чем крупные.
- Будущая разработка нанолекарств должна фокусироваться на уменьшении их размера, одновременно исследуя способы улучшения доставки уже используемых более крупных нанопрепаратов.