Некоторые противораковые препараты наиболее эффективны за пределами раковых клеток. Например, противораковый препарат TRAIL атакует клеточную мембрану раковой клетки, в то время как другой препарат, циленгитид, подавляет рост кровеносных сосудов вокруг опухоли, лишая ее питательных веществ.
Чтобы повысить эффективность этих препаратов, ученые хотят как предотвратить их всасывание в раковые клетки, так и предотвратить их вымывание из места опухоли кровеносной системой.
«Теперь мы нашли способ сделать и то, и другое, создав микромасштабные депо этих препаратов внутри опухоли», — говорит Чжэнь Гу, автор статьи о работе и доцент объединенного отдела биомедицинской инженерии в North Университет штата Каролина и Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл.
Исследователи начинают с создания лекарственного коктейля из TRAIL и циленгитида, а затем оборачивают коктейль в «наноноситель» диаметром 100 нанометров (нм). Затем наноноситель усваивается человеческим сывороточным альбумином (HSA), белком, который содержится в крови человека.
Наноноситель размером 100 нм также усеян нанокапсулами меньшего размера — всего 10 нм в диаметре, которые сделаны из геля гиалуроновой кислоты и содержат фермент, называемый трансглутаминазой (TG). Затем наноносители вводятся в кровоток.
Некоторые раковые опухоли производят большое количество фермента гиалуронидазы, который расщепляет гиалуроновую кислоту.
Итак, когда наноносители попадают в раковую опухоль, гиалуронидаза растворяет небольшие нанокапсулы геля гиалуроновой кислоты на их поверхности. Это высвобождает ферменты TG, которые помогают соединить белки HSA, пронизывающие поверхность других наноносителей, создавая поперечно-сшитые депо лекарств внутри опухоли.
Размер сшитого депо в значительной степени препятствует его абсорбции отдельными раковыми клетками или быстрому уносу в кровоток. Кроме того, TG также может помочь наноносителям связываться с другими белками в опухоли, помогая удерживать депо на месте.
Окружающая среда внутри опухоли также более кислая, чем ее окружение, и эта кислотность медленно разрушает наноносители.
«Это обеспечивает постепенное, длительное высвобождение TRAIL и циленгитида в опухолевую среду, максимизируя эффективность лекарств», — говорит Гу.
Исследователи оценили этот метод на опухолях рака груди у мышей.
«Мы обнаружили, что использование поперечно-сшитых депо для доставки TRAIL и циленгитида сократило опухоли в десять раз больше, чем использование той же дозы этих препаратов с использованием обычных методов», — говорит Куаньинь Ху, ведущий автор статьи и доктор философии.D. студент совместного факультета биомедицинской инженерии в NC State и UNC-Chapel Hill.
«Это экспериментальное исследование, и для его разработки необходимо проделать дополнительную работу», — говорит Гу. «Но это многообещающе, и мы думаем, что эту стратегию также можно использовать для иммунотерапии рака.
Нам нужно будет больше поработать на модели животных, прежде чем проводить клинические испытания."
Гу также отмечает, что пока рано оценивать затраты, связанные с техникой.
«Мы находимся на ранних этапах разработки этой техники и пытаемся сделать процесс более простым и эффективным, что снизило бы производственные затраты», — говорит Гу. "Это затрудняет оценку возможных затрат.
«И хотя мы не предвидим каких-либо значительных рисков для здоровья, помимо тех, которые представляют поставляемые лекарства, одна из причин, по которой мы проводим испытания на животных и клинические испытания, — это выявление любых непредвиденных рисков."