ДНК-нанотранспортер поддерживает оптимальную концентрацию лекарства при лечении рака
Ученые задумались: каким образом организм поддерживает необходимую концентрацию нужных молекул в крови? Ответом стал нанотранспортер, который воспроизвел работу природных белков
Группа исследователей из Университета Монреаля разработала и проверила на модели новый класс нанотранспортеров лекарств. Новый транспорт в 20 000 раз тоньше человеческого волоса и может улучшить методы лечения рака и других заболеваний. В первую очередь исследователи намерены провести клинические испытания для химиотерапии рака крови.
Оптимальная дозировка
Одним из ключевых моментов успешного лечения практически любого заболевания является обеспечение и поддержание точной терапевтической дозы препарата. Недостаточное терапевтическое воздействие снижает эффективность и обычно приводит к лекарственной устойчивости, а чрезмерное воздействие усиливает побочные эффекты.
Поддержание оптимальной концентрации лекарств в крови остается серьезной проблемой современной медицины. Поскольку большинство лекарственных соединений в крови быстро распадается, пациенты вынуждены принимать препараты снова и снова через равные промежутки времени. Но пациенты часто забывают это делать. А поскольку у каждого пациента свой фармакокинетический профиль, концентрация лекарств в их крови значительно различается.
Столько сколько нужно и всегда вовремя
Ученые заметили, что только около 50% больных раком получают оптимальную дозу лекарства во время химиотерапии, и решили поправить такое неудовлетворительное положение дел. Ведущий автор работы Алексис Валле-Белиль начал с исследования того, как сами биологические системы контролируют и поддерживают концентрацию биомолекул: «Мы обнаружили, что живые организмы используют белковый транспорт, запрограммированный на поддержание точной концентрации ключевых молекул, таких как гормоны щитовидной железы. При этом сила взаимодействия между этими транспортерами и их молекулами определяет точную концентрацию свободной молекулы». При падении концентрации белок «отпускает» молекулу и ее концентрация в крови повышается.
Эта идея стала основой для разработки искусственных транспортеров лекарств, которые имитируют естественный эффект поддержания точной концентрации в живом организме.
Ученые разработали на основе ДНК два белковых транспортера: один для хинина (противомалярийное средство) и другой для доксорубицина, широко используемого препарата для лечения рака молочной железы и лейкемии.
Ученые показали, что искусственные нанотранспортеры можно легко запрограммировать на доставку и поддержание любой конкретной концентрации лекарства.
«Эти нанотранспортеры могут использоваться в качестве резервуара для лекарств, чтобы продлить действие препарата и минимизировать его дозировку во время лечения», — объясняют ученые. Эти нанотранспортеры можно направлять в определенные части тела, где лекарство больше всего необходимо, и это должно уменьшить большинство побочных эффектов.
Тесты и клинические исследования
Используя свой нанотранспорт, разработанный для доксорубицина, команда продемонстрировала, что он позволяет поддерживать доксорубицин в крови на оптимальном уровне и резко снижает его диффузию к таким важным органам, как сердце, легкие и поджелудочная железа.
У мышей, получавших связанные с нанотранпортером молекулы доксорубицина, препарат сохранялся в крови в 18 раз дольше, чем в свободной форме, а его кардиотоксичность значительно снизилась. Это предохраняло здоровье мышей, о чем свидетельствует нормальный набор веса.
Сейчас исследователи стремятся подтвердить клиническую эффективность своего открытия. Поскольку их нанотранспортер доксорубицина запрограммирован на оптимальное поддержание препарата в крови, он может быть надежным и безопасным средством для лечения рака крови.
