Исследователи Института биофизики будущего МФТИ разработали инновационный класс наночастиц – таргосомы – для лечения и диагностики рака. Наночастицы прошли лабораторные испытания на грызунах. Эффективность уничтожения опухоли составила более 90 процентов.
Результаты исследования были опубликованы в высокорейтинговом научном издании Journal of Controlled Release. Рак является одной из ведущих причин смертности во всем мире, и хотя в разработке новых методов лечения достигнут значительный прогресс, хирургическое вмешательство и/или химиотерапия продолжают оставаться одними из наиболее важных стратегий лечения. Существенным недостатком химиотерапии является неспецифичность этого метода. В организм пациента системно поступает большое количество низкомолекулярного токсичного соединения, которое повреждает не только раковые, но и нормальные клетки. Это приводит к серьезным побочным эффектам (тошнота, рвота, расстройства пищеварения), связанным с гепатотоксичностью, почечной токсичностью, кардиотоксичностью и другими нежелательными явлениями.
Задача современной науки – разработать противораковые соединения, не только цитотоксичные по отношению к раковым клеткам, но и свободные от недостатков методов системного применения. Большая работа ведется по разработке соединений, реализующих концепцию адресной доставки к определенным типам клеток, например, посредством специфического взаимодействия с опухолевыми маркерами – рецепторами на поверхности раковых клеток.
Наиболее перспективной платформой для создания таргетной онкологической терапии являются наноструктуры различной природы, особенно полимеры на основе сополимера молочной и гликолевой кислот (PLGA), благодаря их исключительной биосовместимости и полной биоразлагаемости. Такие наноструктуры могут быть загружены как контейнеры с широким спектром соединений различной природы, а их поверхность оснащена элементами распознавания для адресной доставки к клеткам-мишеням.
Но любая терапия рака осложняется тем, что раковые клетки обладают сильной изменчивостью и высокой скоростью мутаций, а значит, легко могут достичь устойчивости к различным методам воздействия. Это стимулирует фармацевтику создавать системы, обладающие комплексом различных механизмов цитотоксичности для достижения максимального эффекта.
Для решения этих сложных задач исследователи МФТИ разработали универсальную наноплатформу — таргосомы. Это первые таргетные наноносители на основе сополимера молочной и гликолевой кислот для диагностики и химиофототерапии высокоагрессивных опухолей со сверхэкспрессией HER2. HER2 представляет собой мембранный белок семейства рецепторов эпидермального фактора роста человека, который часто сверхэкспрессируется при раке молочной железы. Это связано с высоким метастатическим потенциалом опухоли, высоким риском рецидива 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.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, - говорит руководитель Виктория Шипунова лаборатории биохимических исследований канцерогенеза МФТИ, рассказали в проекте.
Этот метод объединяет несколько функций на одной наноплатформе. Инкапсулирование препарата в наночастицы улучшает его действие и абсорбцию организмом, одновременно снижая системную токсичность. Кроме того, модификация поверхности наночастиц нацеливающими молекулами обеспечивает точно адресную доставку лекарств и их улучшенное распределение по организму. Наночастицы на основе полимера PLGA отличаются высокой эффективностью капсулирования лекарственных средств. Ряд препаратов на его основе уже одобрен в США для терапевтического и диагностического применения.
Наночастицы продемонстрировали 7-кратное увеличение связывания и почти 18-кратное увеличение цитотоксичности для клеток, сверхэкспрессирующих HER2, по сравнению с клетками, не экспрессирующими HER2. При этом увеличение цитотоксичности при воздействии инфракрасного излучения увеличивается более чем в 20 раз. Исследования in vivo показали, что наночастицы эффективны для визуализации участков первичных опухолей и метастазов, а также показали подавление роста опухолей на 93 процента, что делает эти наночастицы отличными кандидатами для использования в терапевтических целях.
«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 лаборатории биохимических исследований канцерогенеза МФТИ, первый автор работы.
Исследование проведено при финансовой поддержке Министерства образования и науки России и Российского научного фонда. Основная часть исследования была проведена Еленой Комедчиковой и Ольгой Колесниковой под руководством Максима Никитина, заведующего лабораторией нанобиотехнологий МФТИ, научного руководителя кафедры нанобиомедицины Университета «Сириус» и заведующего лабораторией канцерогенеза МФТИ. МФТИ, Виктория Шипунова.
НаукаНаукаНаукаPROИсследование рака и онкологииЗдоровьеLong Post 2Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: В МФТИ разработали таргосомы — наночастицы для лечения и диагностики рака.