По данным CDC, только в 2012 году более 67000 человек в Соединенных Штатах Америки диагностировали меланому — последний год, по которому доступны данные. По данным Национального института рака, при раннем выявлении пациенты с меланомой имеют 5-летнюю выживаемость более 98 процентов.
Это число снижается до 16,6%, если рак дал метастазы до диагностики и лечения. Лечение меланомы варьируется от хирургии до химиотерапии и лучевой терапии. Перспективной новой областью лечения рака является иммунотерапия рака, которая помогает собственной иммунной системе организма бороться с раком.
В иммунной системе Т-клетки должны идентифицировать и убивать раковые клетки. Для выполнения своей работы Т-клетки используют специализированные рецепторы, чтобы отличать здоровые клетки от раковых. Но раковые клетки могут обмануть Т-клетки.
Один из способов, которым раковые клетки делают это, — это экспрессия белкового лиганда, который связывается с рецептором Т-клеток, чтобы предотвратить распознавание Т-клеткой раковой клетки и ее нападение.В последнее время исследования в области иммунотерапии рака были сосредоточены на использовании антител против PD-1 (или запрограммированной гибели клеток) для предотвращения того, чтобы раковые клетки обманывали Т-клетки.«Однако это создает несколько проблем», — говорит Чао Ван, со-ведущий автор статьи об исследованиях микроигл и научный сотрудник совместной программы биомедицинской инженерии в NC State и UNC-Chapel Hill. «Во-первых, антитела против PD-1 обычно вводятся в кровоток, поэтому они не могут эффективно воздействовать на место опухоли. Во-вторых, передозировка антител может вызвать побочные эффекты, такие как аутоиммунное заболевание».
Чтобы решить эти проблемы, исследователи разработали пластырь, в котором используются микроиглы для локальной доставки антител против PD-1 к опухоли кожи. Микроиглы изготовлены из гиалуроновой кислоты, биосовместимого материала.Антитела против PD-1 встроены в наночастицы вместе с глюкозооксидазой — ферментом, вырабатывающим кислоту при контакте с глюкозой. Эти наночастицы затем загружаются в микроиглы, которые располагаются на поверхности пластыря.
Когда пластырь накладывается на меланому, кровь попадает в микроиглы. Глюкоза в крови заставляет глюкозооксидазу производить кислоту, которая медленно разрушает наночастицы. По мере разложения наночастиц антитела против PD-1 высвобождаются в опухоль.«Этот метод обеспечивает устойчивое, длительное высвобождение антител непосредственно в место опухоли; это эффективный подход с улучшенным удержанием антител против PD-1 в микросреде опухоли», — говорит Чжэнь Гу, доцент программы биомедицинской инженерии. и старший автор статьи.
Исследователи протестировали эту технику против меланомы на модели мыши. Пластырь с микроиглами, нагруженный наночастицами против PD-1, сравнивали с лечением путем инъекции антител против PD-1 непосредственно в кровоток и с инъекцией наночастиц против PD-1 непосредственно в опухоль.«Через 40 дней 40 процентов мышей, которых лечили с помощью пластыря с микроиглами, выжили и не имели обнаруживаемой остающейся меланомы — по сравнению с нулевым процентом выживаемости для контрольных групп», — говорит Яньци Е, доктор философии. студент лаборатории Гу и соавтор статьи.Исследователи также создали лекарственный коктейль, состоящий из антител против PD-1 и другого антитела, называемого анти-CTLA-4, которое также помогает Т-клеткам атаковать раковые клетки.
«Используя комбинацию анти-PD-1 и анти-CTLA-4 в пластыре с микроиглами, 70 процентов мышей выжили и не имели обнаруживаемой меланомы через 40 дней», — говорит Ван.«Благодаря способу замедленного и локализованного высвобождения, опосредованному микроиглами, мы можем достичь желаемых терапевтических эффектов с относительно низкой дозировкой, что снижает риск аутоиммунных расстройств», — говорит Гу.
«Мы в восторге от этой техники и ищем финансирование для проведения дальнейших исследований и возможного клинического перевода», — добавляет Гу.