Ученые из Института биофизики будущего Московского физико-технического института (МФТИ) представили революционную разработку в области онкологии — новый класс наночастиц, названный «таргосомами». Эти частицы предназначены для комплексной диагностики и лечения раковых заболеваний. Лабораторные тесты на животных моделях показали впечатляющие результаты: эффективность уничтожения опухолевых клеток превысила 90%.
Проблемы современной химиотерапии и поиск решений
Как сообщается в высокорейтинговом журнале Journal of Controlled Release, где были опубликованы результаты работы, рак остается одной из главных причин смертности в мире. Несмотря на прогресс, хирургия и химиотерапия по-прежнему являются основными методами борьбы с болезнью. Однако у химиотерапии есть существенный недостаток — ее неспецифичность. Токсичные препараты, вводимые в организм, поражают не только злокачественные, но и здоровые клетки, что приводит к тяжелым побочным эффектам: тошноте, поражению печени, почек и сердца.
Поэтому ключевой задачей современной науки стало создание таких противораковых средств, которые были бы не только эффективны против опухоли, но и лишены побочных действий системной терапии. Одно из самых перспективных направлений — разработка систем адресной (таргетной) доставки, которые могли бы точно находить раковые клетки, взаимодействуя со специфическими маркерами на их поверхности.
Платформа будущего: биосовместимые наноносители
Основой для создания таких «умных» систем доставки стали наноструктуры, в частности, полимерные частицы на основе сополимера молочной и гликолевой кислот (PLGA). Эти материалы полностью биосовместимы и разлагаются в организме. Они могут служить контейнерами для самых разных лекарств, а их поверхность можно «вооружить» молекулами-наводчиками для точного попадания в цель.
Однако сама по себе адресная доставка — не панацея. Раковые клетки коварны и быстро мутируют, вырабатывая устойчивость к терапии. Поэтому для надежной победы над опухолью необходимы комплексные системы, сочетающие в себе несколько механизмов атаки одновременно.
Таргосомы МФТИ: универсальное оружие против агрессивных опухолей
Для решения этих сложных задач исследователи МФТИ создали универсальную наноплатформу — таргосомы. Это первые таргетные наноносители на основе PLGA, предназначенные для диагностики и химиофототерапии высокоагрессивных опухолей, например, некоторых видов рака молочной железы, для которых характерна сверхэкспрессия белка HER2. Этот белок-рецептор связан с высокой агрессивностью опухоли, частыми рецидивами и низкой выживаемостью пациентов.
Структуры мультимодальных таргосом для онкотераностики / © Journal of Controlled Release
«Мы проделали большую исследовательскую и экспериментальную работу.
Обратите внимание: Ученые открыли новый метод лечения облысения – синтетический аромат сандалового дерева.
В результате была продемонстрирована успешная визуализация опухоли и отдаленных метастазов с использованием таргосом, одновременно нагруженных флуоресцентным диагностическим красителем, фотосенсибилизатором и химиотерапевтическим препаратом. Они нацелены на клинически значимый опухолевый маркер HER2. Эффективность уничтожения опухоли составила более 90 процентов.Секрет успеха: комбинированное воздействие
«Именно комплексное действие разных механизмов цитотоксичности: химиотерапевтического препарата, иринотекана и фотосенсибилизатора при подключении внешнего источника инфракрасного излучения позволило добиться столь высокой терапевтической эффективности при лечении опухолей у лабораторных грызунов», — поясняет руководитель исследования Виктория Шипунова из лаборатории биохимических исследований канцерогенеза МФТИ.
Этот метод объединяет несколько функций на одной платформе. Инкапсулирование (помещение) препарата в наночастицы усиливает его действие и усвоение, одновременно резко снижая общую токсичность для организма. Модификация поверхности наночастиц целевыми молекулами обеспечивает точную адресную доставку. PLGA-частицы уже доказали свою эффективность, и ряд лекарств на их основе одобрен для применения в США.
Результаты исследований: высокая избирательность и эффективность
Эксперименты показали, что таргосомы в 7 раз лучше связываются с клетками, сверхэкспрессирующими HER2, и почти в 18 раз более токсичны для них по сравнению с обычными клетками. При облучении инфракрасным светом (что активирует фотосенсибилизатор) цитотоксичность возрастает более чем в 20 раз. Исследования на живых организмах (in vivo) подтвердили, что наночастицы отлично подходят для визуализации как первичных опухолей, так и метастазов, а также подавляют рост опухолей на 93%.
Медицина будущего: путь к персонализированному лечению
«Мультимодальные биосовместимые таргосомы – это медицина будущего, поскольку их можно адаптировать к индивидуальным особенностям каждого пациента. Это реальная основа для развития персонализированной медицины. Уникальное сочетание химиотерапевтических, диагностических и фототерапевтических свойств в таргетной платформе позволит добиться высокой эффективности в лечении и диагностике различных видов рака», — считает Елена Комедчикова, аспирант МФТИ и первый автор научной работы.
Исследование было поддержано Министерством образования и науки России и Российским научным фондом. Основную экспериментальную работу выполнили Елена Комедчикова и Ольга Колесникова под руководством Максима Никитина, заведующего лабораторией нанобиотехнологий МФТИ, и Виктории Шипуновой, заведующей лабораторией канцерогенеза МФТИ.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: В МФТИ разработали таргосомы — наночастицы для лечения и диагностики рака.