Наночастицы для лечения рака

Инженеры из Массачусетского Технологического Института (MIT) разработали новый вид наночастицы, доставляющей лекарственные препараты. «Такие частицы могут быть ориентированы почти на любой тип опухоли и использоваться для доставки практически любого лекарства», - говорит Паула Хаммонд (Paula Hammond), член Института Интегративных Исследований Рака Дэвида Коха в MIT.

Как и большинство аналогов, данные наночастицы окутаны полимерным слоем, который защищает их от размыва в кровотоке. Но тем не менее, команда из MIT во главе с докторантом Чжиюнгом Пуном (Zhiyong Poon) разработала наружный слой, который разъедается после попадания в более едкую среду близ опухоли. И тогда раскрывается еще один слой, который проникает в отдельные клетки опухоли.

В газете ACS Nano исследователи сообщают, что у мышей частицы могут жить в крови до 24 часов, скапливаться в опухоли и проникать в опухолевые клетки.

Как правило, ученые пытаются сосредоточить частицы в опухоли, прикрепляя на них молекулы, которые связываются с белками, найденными на поверхности раковых клеток. Главной проблемой в этой стратегии является трудность нахождения правильных целей — молекулы могут ориентироваться на все раковые клетки, но не на здоровые клетки. Кроме того, сигнал, работающий для одного типа рака, может не работать с другим.

Хаммонд и его коллеги решили использовать кислотную среду опухоли, которая является побочным продуктов ее метаболизма. Опухолевые клетки растут и делятся быстрее, чем нормальные, и поэтому метаболическая активность потребляет много кислорода, что повышает кислотность. Следовательно, чем больше опухоль, тем более едкой становится среда.

Ученые используют технику сборки «слой за слоем». Это означает, что каждый слой может быть использован для выполнения определенной задачи.

Когда наружный слой из полиэтиленгликоля распадается в кислой среде опухоли, положительно заряженный средний слой раскрывается. Этот заряд помогает преодолеть еще одно препятствие для доставки лекарства наночастицей: как только частицы достигает опухоли, очень трудно проникнуть внутрь клетки. Частицы с положительным зарядом могут проникнуть в отрицательно заряженную клеточную мембрану, но такие частицы не могут быть введены в тело без «оболочки», потому что они способны разрушить здоровые ткани.

«В качестве внутреннего слоя наночастицы может выступить полимер, который несет в себе медикаменты от рака», - говорит Хаммонд, профессор химической инженерии MIT.

Другие исследователи уже пытались разработать наночастицы, использующие кислотную среду опухоли, но частицы Хаммонда были первыми испытаны на животных.

Джинминг Гао (Jinming Gao), профессор онкологии и фармакологии юго-западного Медицинского центра Техасского Университета, говорит, что это «довольно умное решение — использовать сборку «слой за слоем» для создание частицы с защитной оболочкой, которую можно сбросить, когда частица достигнет своей цели».

Исследователи планируют и дальше развивать данную технологию и провести испытания доставки лекарств на животных. Хаммонд говорит, что может понадобиться 5-10 лет на развитие, прежде чем можно будет начать клинические испытания на людях.