Наночастицы на водной основе доставляют противораковую терапию

Сверхмелкие наночастицы из ажурной сети полимера и крошечных карманов с водой могут стать идеальным средством для доставки активируемых светом лекарств в опухоли. Предварительные эксперименты, опубликованные в журнале Angewandte Chemie International Edition, показывают, что раковые клетки быстро погибают при обработке этими наночастицами и воздействии света.

Рауль Копельман, доктор философии, и коллеги из Мичиганского университета разработали универсальный химический метод создания сверхмелких наноразмерных гидрогелей — по сути, сети полимерных цепей, которые поглощают до 99% своего веса в воде.

Исследователи использовали хорошо изученный полимер полиакриламид в качестве основы для создания наночастиц диаметром 2 нанометра, не имеющих заряда на поверхности. Отсутствие заряда предотвращает прилипание белков крови к поверхности наночастиц. В сочетании с тем, что эти наночастицы слишком малы, чтобы их распознала иммунная система, получается наноразмерное средство доставки лекарств, способное оставаться в кровотоке достаточно долго, чтобы достичь и проникнуть в опухоли, прежде чем быть выведенным через почки.

Первым испытанием новых наноразмерных гидрогелей стало их использование в качестве средства доставки нерастворимого в воде светоактивируемого лекарства — фотосенсибилизатора. В частности, исследователи выбрали соединение мета-тетра(гидроксифенил)хлорин (mTHPC), недавно одобренное европейскими регуляторами для лечения рака головы и шеи. mTHPC производит убивающий клетки активный кислород при облучении красным светом, но не без серьёзных побочных эффектов из-за текущего метода доставки этого препарата в опухоли.

При добавлении в химическую смесь, используемую для создания наночастиц, mTHPC захватывается внутри полимерной структуры. Характеризационные эксперименты показали, что этот фотосенсибилизатор не выходит из наночастиц, но всё ещё способен производить такое же количество активного кислорода, как если бы он был свободен в растворе. При добавлении к культивируемым клеткам рака мозга человека и облучении красным светом эта формула быстро убивает клетки. Пустые наночастицы не оказывали никакого эффекта. Также не действовали и нагруженные лекарством наночастицы, добавленные к клеткам, которые содержались в темноте.

Эта работа, поддержанная Программой нетрадиционных инноваций Национального института рака, подробно описана в статье «Ultrafine hydrogel nanoparticles: synthetic approach and therapeutic application in living cells». Аннотация статьи доступна через PubMed.