Ученые Института биофизики будущего МФТИ совместно с коллегами разработали новый экспериментальный препарат на основе наночастиц для прицельного уничтожения раковых клеток комбинацией фототерапии и таргетной химиотерапии. Лабораторные испытания на животных показали, что эффективность разработки превышает 90% — такой процент раковых клеток уничтожается в результате применения препарата.
Одна из важных задач, над решением которой работают ученые всего мира, — создание таргетных методов диагностики и лечения рака. Традиционная химиотерапия имеет серьезные побочные эффекты, поскольку препараты воздействуют не только на злокачественные, но и на здоровые ткани пациентов. Чтобы снизить негативные последствия терапии, ведется поиск химических соединений, которые могут адресно взаимодействовать только с онкомаркерами — рецепторами на поверхности раковых клеток.
Как отметили авторы работы, наиболее перспективными платформами для создания адресных средств онкотерапии являются различные наноструктуры. В основе разработанного препарата — наночастицы из биосовместимого сополимера на основе молочной и гликолевой кислот (PLGA). Наночастицы из PLGA уже применяются в клинической практике за рубежом.
Источник: Gettyimages.ru /Evgenyi_Eg
В такие наночастицы могут быть загружены, как в контейнеры, различные соединения, поэтому они обладают огромным потенциалом в качестве переносчика для доставки препаратов непосредственно к клеткам-мишеням. Одной из серьезных проблем при терапии рака является высокая приспособляемость опухоли к внешним воздействиям за счет более быстрого деления и мутаций раковых клеток. Поэтому важно применять сразу целый комплекс методик, разрушающих опухоль, отмечают авторы исследования.
Для решения этой задачи биохимики совместили в новом препарате сразу две методики — классическую химиотерапию, но при этом целевого воздействия, а также фотодинамический подход. Фотодинамическая терапия применяется для лечения онкологии: в раковые ткани вводится фотосенсибилизирующее вещество, которое затем нагревается под воздействием лазера, это приводит к гибели клеток.
Авторы работы загрузили в полимерные наночастицы одновременно три агента: флуоресцентный краситель для диагностики опухолей, фотосенсибилизатор для фотодинамического воздействия и химиопрепарат. Биохимики также модифицировали поверхность наночастиц из PLGA таким образом, чтобы они нацеливались на особые белковые рецепторы HER2. Повышенная экспрессия (синтез) этих белков характерна для опухолей молочной железы, с HER2 ученые также связывают риски развития метастазов и низкой выживаемости пациентов. Полученные наноструктуры ученые назвали таргосомами.
Лабораторные исследования на животных доказали эффективность таргосом. Совместное действие различных активных компонентов дает синергетический эффект и уничтожает более 90% раковых клеток.
«Именно комбинированное воздействие разными механизмами цитотоксичности — химиотерапевтическим препаратом иринотеканом и фотосенсибилизатором при подключении внешнего источника ИК-излучения — позволило достичь такой высокой терапевтической эффективности при лечении опухолей лабораторных грызунов», — рассказала RT заведующая лабораторией биохимических исследований канцерогенеза МФТИ Виктория Шипунова.
Кроме того, препарат позволил визуализировать опухоль и метастазы. По словам ученых, разработка является отличным кандидатом на использование в медицинских препаратах.
«Мультимодальные биосовместимые таргосомы являются препаратами медицины будущего, поскольку могут быть настроены на индивидуальные особенности каждого пациента. Это реальная основа для разработки лекарств персонализированной медицины. Уникальное сочетание в одной адресной платформе химиотерапии, диагностических и фототерапевтических свойств позволит достичь высокой эффективности в терапии и диагностике различных видов онкологических заболеваний», — пояснила аспирант лаборатории биохимических исследований канцерогенеза МФТИ Елена Комедчикова.
