Новый нанокомплекс для доставки лекарств в раковую клетку

Биоинженеры из университета Дьюка (Duke University) разработали простой и недорогой способ доставки в опухоль противораковых препаратов и продемонстрировали в экспериментах на животных, что при его применении опухоль может быть уничтожена за один сеанс терапии. После доставки препарата в опухоль молекула-носитель распадается на безвредные побочные продукты, значительно снижая токсичность химиотерапии.

Уменьшение размеров помогает достичь лучших результатов, особенно если речь идет о противораковых препаратах.

Биоинженеры из университета Дьюка (Duke University) разработали простой и недорогой способ доставки в опухоль противораковых препаратов и продемонстрировали в экспериментах на животных, что при его применении опухоль может быть уничтожена за один сеанс терапии. После доставки препарата в опухоль молекула-носитель распадается на безвредные побочные продукты, значительно снижая токсичность химиотерапии.

Наносистемы для доставки лекарственных препаратов становятся все более привлекательными для исследователей благодаря их способности к целенаправленному попаданию в опухоли. Так как стенки кровеносных сосудов, снабжающих опухоль кровью, более пористы, чем обычные сосуды, частицы с размерами в несколько нанометров легко накапливаются в раковой опухоли. Это означает, что в опухоль можно доставить большее количество лекарственного вещества, чем в окружающие ткани, что повысит эффективность лечения при одновременном уменьшении побочных эффектов, связанных с применением химиотерапии.

«При использовании нашей разработки для доставки противораковых препаратов, мы показали, что смертельная доза лекарства увеличилась в четыре раза. Это приводит к почти полной регрессии опухоли после одной инъекции», - говорит Ашутош Чилкоти (Ashutosh Chilkoti), профессор биомедицинской инженерии в университете Дьюка. «Тот же препарат, введенный обычным способом, оказывает на опухоль очень скромный эффект и лишь незначительно продлевает жизнь животного».

Результаты экспериментов Ашутоша Чилкоти опубликованы в журнале Nature Materials.

«Не менее важен и сам принцип разработанного нами метода», - говорит Чилкоти. «Кроме того, в отличие от других подходов, мы можем производить новый препарат в больших количествах и недорого. Мы полагаем, что этот метод может быть использован и для увеличения эффективности других уже существующих противораковых средств».

Отличительной чертой нового метода является способ прикрепления лекарственного препарата к полипептидной системе доставки, а также растворимость полученного комплекса.

Вещество, используемое как средство доставки, производится бактерией Escherichia coli (E. coli). Генетически модифицированная бактерия синтезирует полипептид, известный как химерный. Так как Е. coli постоянно используется для синтеза различных белков, можно легко наладить стабильное производство химерного полипептида с большим выходом.

Связанный с химерным полипептидом противораковый препарат приобретает свойства, которыми в свободном виде не обладает. Большинство препаратов не растворяются в воде, что ограничивает их возможность проникновения в клетку. Но химическая связь с наночастицей делает препарат растворимым.

«Два этих компонента самопроизвольно объединяются в водорастворимые наночастицы», - говорит Чилкоти. «Частицы имеют размер в 50 нанометров, что делает их идеальным средством для лечения рака. Поскольку многие химиотерапевтические средства также не растворимы в воде, новый метод может быть применен и к ним».

Последние эксперименты ученые проводили с доксорубицином (doxorubicin), широко известным препаратом для лечения рака крови, молочной железы, яичников и других органов. Мышам с пересаженными подкожно опухолями инъецировали комбинацию химерный полипептид-доксорубицин и простой доксорубицин.

Средний размер опухоли у мышей, получавших простой доксорубицин, был в 25 раз больше, чем у тех, что получали новую комбинацию. Среднее время выживания увеличилось с 27 до 66 дней.

Ученые университета Дьюка планируют в ближайшее время протестировать новую комбинацию на различных видах рака, а также на опухолях разных органов. Они также собираются создать комбинации химерного белка с другими нерастворимыми препаратами и проверить их эффективность.

Источник: www.lana.alpe.ru