Как заставить раковые клетки охотнее поглощать лекарство
Как уменьшить негативные последствия химиотерапии, при этом повысив ее эффективность? Ответ довольно прост по своей сути, но весьма сложен в исполнении, а именно: необходимо добиться точечной доставки препарата в клетки опухоли. Один из наиболее перспективных способов — упаковка лекарства таким образом, чтобы оно проявляло свои терапевтические свойства только по достижении раковых клеток, не «раскрываясь» в кровотоке и не к «притягиваясь» здоровым клеткам.
Разработкой подобных методов занимается научный коллектив лаборатории неорганических наноматерилов НИТУ «МИСиС». Не так давно ученые разработали способ существенно повысить восприимчивость раковых клеток к противоопухолевому препаратам, содержащим действующее вещество доксорубицин. Для этого наночастицы бора, переносящие препарат, обогатили фолиевой кислотой, которую раковые клетки поглощают примерно в 1000 раз активнее, чем обычные.
Противоопухолевые препараты, в составе которых находится действующее вещество доксорубицин — одни из самых широко применяемых в мире. Их используют для терапии лейкоза, рака мышечной ткани, саркомы и ряда других злокачественных новообразований. При попадании в ток крови вещество довольно активно связывается с различными соединениями, а также одинаково хорошо поглощается как пораженными, так и нормальными клетками. Проблема в том, что для достижения эффекта требуются большие дозировки, а «неразборчивость» доксорубицина губительна для здоровых клеток.
В 2017 году команда ученых НИТУ «МИСиС» в сотрудничестве НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина проводила эксперименты по связыванию доксорубицина с биосовместимыми наночастицами нитрида бора, которые отлично соединяются с препаратом благодаря схожей молекулярной структуре. Эксперименты in vitro были положительными и показали, что наночастицы эффективно доставляют доксорубицин в клетки и высвобождают препарат только после попадания внутрь клетки, что позволит блокировать распад доксорубицина в кровотоке до момента достижения препаратом клеток. Таким образом, появилась возможность снизить терапевтическую дозировку.
Однако это решило не все проблемы: необходимо было «заставить» раковые клетки активнее других поглощать препарат — настолько, чтобы здоровые клетки не успевали его захватить.
Продолжив исследования, ученые НИТУ «МИСиС» нашли способ «упаковать» доксорубицин так, чтобы его действие стало направленным. Полученный метод основан на структурных особенностях раковых клеток: они крайне активно делятся, и для получения большего количества питания на их поверхности расположено большое количество рецепторов фолиевой кислоты. Она более известна нам как витамин B9 — он необходим для роста и развития кровеносной и иммунной систем.
«По сравнению со здоровыми, на поверхности раковых клеток находится примерно в тысячу раз больше рецепторов фолиевой кислоты, — рассказывает один из авторов исследования, научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Елизавета Пермякова. — В нашем новом исследовании мы комбинировали свойства нитрида бора и фолиевой кислоты. Сначала мы ковалентно присоединяли к наночастицам фолиевую кислоту, а затем насыщали данную систему доставки доксорубицином».
Загрузку наночастиц препаратом оценивали с помощью спектрофотометрии: само по себе действующее вещество доксорубицин является водорастворимым соединением ярко-красного цвета, таким образом, водный раствор доксорубицина также имеет насыщенный красный цвет. После добавления к этому раствору наночастиц нитрида бора, связанных с фолиевой кислотой, весь доксорубицин связывается с частицами, а раствор вновь становится прозрачным. Использование данной системы доставки позволит снизить неспецифичные взаимодействия доксорубицина, а также предположительно увеличить точечность доставки препарата в раковые клетки. Результаты исследования опубликованы в журнале Nanomaterials.
На данный момент для подтверждения терапевтической активности начата серия экспериментов in vitro в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина с использованием различных культур человеческих раковых клеток.
