Ученые повысили эффективность наночастиц для доставки лекарств к раковым опухолям

В ходе исследования российские биоинженеры выяснили, что эффективность магнитных наночастиц, необходимых для лечения раковых опухолей, может быть гораздо выше. Все благодаря специальной белковой оболочке, которая будет защищать полые магнитные частицы от разрушения на пути к раковым клеткам. Это большой шаг в лечении раковых заболеваний, ведь теперь точность и эффективность доставки лекарств к пораженным органам-мишеням будет гораздо выше. Результаты исследований предоставлены пресс-службой НИТУ «МИСиС».

Как объясняет один из авторов исследования Максимум Абакумов, магнитные наночастицы соединены со специальными pHLIP-белками, благодаря чему они смогут удерживаться в опухолевой ткани в 3 раза лучше, чем раньше.

«Примечательно, что, хотя такой нанопрепарат попадает внутрь опухоли, неоднородность уровня pH в опухоли влияет на доставку, а именно на удержание и накопление в ткани опухоли», – отмечает Абакумов.

Последние десять лет ученые презентуют миру множество новых методик лечения рака. В основе большинства из них лежит использование наночастиц, которые могут быть как органическими, так и неорганическими.

В одних случаях наночастицы являются необходимым компонентом в уничтожении раковой опухоли. В других – они выполняют роль «курьеров-телохранителей», то есть помогают лекарствам и токсинам двигаться точно к пораженному органу-мишени.

Наночастицы помогают врачам снизить дозировку лекарств и повысить их эффективность. В случае применения органических структур «доставщик» будет имитировать живую клетку, а в случае использования неорганических – помогут материалы с магнитными свойствами. Это позволит управлять их движением с помощью притяжения.

Как говорит Абакумов, такой способ поможет доставить наночастицы ближе к опухоли. Однако у метода есть и минусы: не факт, что они закрепятся именно в пораженном участке, а не начнут скапливаться в соседних здоровых тканях, что может стать причиной опасных побочных эффектов.

Чтобы решить проблему, ученые придумали защищать частицы с помощью полимерной оболочки. Она выполняет роль капсулы, предотвращающей разрушение наночастицы до момента попадания в пораженный орган-мишень. Также полимер ускоряет проникновение наночастиц в раковые клетки.

Точность обуславливается ориентиром на повышенный уровень кислотности рН, который складывается внутри опухоли. Исследователи специально подбирают такие компоненты оболочек наночастиц, которые реагируют на низкий уровень рН и меняют форму, а после сцепляются с мембраной клеток. Примером таких белковых оболочек могут быть pHLIP-белки.

Чтобы проследить за поведением наночастиц в pHLIP-белках, специалисты воспользовались нанозондами. С их помощью возможно оценивать уровень pH в любой части организма. Команда ученых из «МИСиС» провела эксперименты на двумерных и трехмерных культурах раковых и здоровых клеток.

Эксперимент позволил установить уровень кислотности, оптимальный для того, чтобы наночастицы накапливались в раковой опухоли. Они смогли соответствующим образом модифицировать их структуру и понять механизм попадания в раковые клетки.

Ученые не остановятся на достигнутом и продолжат доклинические испытания с новыми версиями наночастиц. Как итог – врачи смогут вооружиться новыми препаратами для борьбы с раком.