Тераностическая визуализация позволяет уничтожать клетки рака простаты

Эксперты по визуализации рака из Университета Джонса Хопкинса, экспериментируя с клетками человеческого рака простаты и мышами, разработали метод поиска и уничтожения злокачественных клеток, сохраняя здоровые.

Метод, называемый тераностической визуализацией, направляет и отслеживает мощные лекарственные терапии непосредственно и только к раковым клеткам. Он основан на связывании изначально неактивной формы химиотерапевтического препарата с ферментом со специфическими белками на поверхности опухолевых клеток и обнаружении поглощения препарата опухолью. Связывание высокоспецифичного комплекса препарат-белок, или наноплекса, с поверхностью клетки позволяет ему проникнуть внутрь раковой клетки, где фермент медленно активирует уничтожающий опухоль препарат.

По словам исследователей, их результаты, опубликованные в журнале ACS Nano 6 августа, считаются первыми, показывающими, что химиотерапию можно точно контролировать на молекулярном уровне для максимизации её эффективности против опухолей при минимизации побочных эффектов.

Старший исследователь Завер Бхуджвалла, Ph.D., отмечает, что постоянной проблемой текущей химиотерапии является атака всех видов клеток и тканей, а не только раковых.

В экспериментах по тераностической визуализации исследователи направляли препараты только к раковым клеткам, специфически к тем, что имеют на поверхности белок простат-специфического мембранного антигена (PSMA).

«Наши результаты демонстрируют неинвазивный визуализационный подход для отслеживания и доставки таргетной терапии к любому раку, экспрессирующему PSMA», — говорит Бхуджвалла.

Новая техника потенциально будет работать против любого рака, при котором опухоли повышают выработку определённых клеточных поверхностных белков. Примеры включают рак молочной железы с белками HER-2/neu и CXCR4, а также некоторые виды рака печени, лёгких и почек. PSMA экспрессируется в сосудах большинства солидных опухолей, что позволяет использовать наноплекс для визуализации и лечения различных видов рака.

В экспериментах на мышах, инъецированных клетками опухоли простаты человека, команда проверила возможность отслеживать доставку противораковых препаратов непосредственно в опухоли. Некоторые опухоли состояли из клеток с PSMA, другие (контрольные) — без. В состав наноплекса входили малые цепи РНК, которые блокировали выработку фермента холинкиназы, чьи уровни обычно растут с ростом опухоли. Все компоненты наноплекса визуализировались внутри опухоли, а продукция холинкиназы снизилась на 80% в течение 48 часов после поглощения наноплекса клетками с PSMA. При блокировке PSMA антителами уровень поглощения наноплекса и активации препарата в раковых клетках снижался.

В лабораторных условиях только клетки с избытком PSMA демонстрировали поглощение наноплекса, помеченного радиоактивными и флуоресцентными молекулами.

Дополнительные эксперименты с инъекциями трёх разных концентраций наноплекса не показали повреждения других жизненно важных органов мышей (почки, печень) или усиления иммунного ответа.

«Наш подход тераностической визуализации показывает, как лучшие методы обнаружения и лечения могут быть объединены для создания высокоспециализированных, более мощных и безопасных форм химиотерапии», — говорит соисследователь Мартин Помпер, M.D., Ph.D.

Важной целью является выход за рамки стандартной химиотерапии, атакующей одну молекулу-мишень за раз. «С тераностической визуализацией мы можем атаковать несколько опухолевых мишеней одновременно, что затрудняет уклонение опухоли от лечения», — отмечает Помпер.