18 ноября 2022, 23:00 Артем Григоров

Новый механизм адресной доставки лекарств помог уменьшить метастазы в легких

Наномедицина
Новые методики
Онкология
Фармакология
Новый механизм адресной доставки лекарств помог уменьшить метастазы в легких
Наночастицы с лекарством вводятся в кровоток и в течение нескольких минут достигают сосудов в легких. Затем, в течение 15 минут наночастицы саморазрушаются, выпуская лекарство в микрокапилляр. Высокая концентрация лекарства способствует его проникновению вглубь ткани
Источник: Пресс-служба ИБХ РАН

Одна из главных проблем химиотерапии рака в том, что препарат токсичен не только для опухолевых, но и для здоровых клеток. При системном применении и без того ослабленный организм может просто не выдержать нагрузки. Избежать этого позволяет адресная доставка лекарства, например, в составе наночастиц, которые высвобождают его, уже дойдя по кровотоку до точки назначения.

Однако и такой способ имеет свои недостатки. Например, в настоящее время считается, что основной путь накопления наночастиц в опухоли — попадание их через просветы в «рыхлых» кровеносных сосудах. Тем не менее, этот путь доставки работает не для всех типов рака, а также не применим для маленьких опухолей и метастаз, у которых процесс образования сосудов еще не начался. Более того, из-за размера наночастицам оказывается сложно проникнуть глубоко внутрь опухолевой ткани, и лекарство продолжает влиять на здоровое окружение.

В новой работе исследователи из Института биоорганической химии РАН с коллегами из Сеченовского университета, МИФИ и Института цитологии РАН предложили принципиально новый подход к доставке лекарств с помощью наночастиц. В своей работе они показали, что если частицы будут быстро доставлены в микрокапилляры опухоли и также быстро, в течение нескольких минут, выпустят все лекарство, то химиотерапевтический агент сможет глубоко пропитать окружающую ткань. Важная особенность метода в том, что необязательно проникновение частиц внутрь опухолевой ткани — необходима лишь доставка контейнеров в ближайшие кровеносные сосуды.

В качестве наноконтейнеров были использованы металлорганические каркасные структуры типа MIL-101 — материал с экстремально высокой пористостью, способный нагружать большое количество лекарства. Эти частицы в условиях крови полностью разрушаются за счет взаимодействия с окружающими фосфат-ионами всего лишь за 15 минут. Поры сжимаются и резко высвобождают лекарство. Еще одной отличительной особенностью этих наночастиц является их быстрое накопление в капиллярах легких, буквально за первые минуты после введения.

Теоретическое моделирование показало, что наночастицы смогут доставить более высокие концентрации лекарства в легкие, чем наноконтейнеры, которые будут высвобождать его медленно. Эксперименты на мышах показали, что около 60% частиц, нагруженных флуоресцентным красителем, оказывались в легких через три минуты после введения, и затем в течение десяти минут разрушались. Высвободившаяся краска окрашивала окружающую ткань легких, причем экспериментальные данные концентраций препарата хорошо соотносились с теоретической моделью.

Затем исследователи протестировали метод доставки для терапии метастаз агрессивной меланомы в легких. Одна из моделей имитировала случай ранних метастаз, когда клетки только начинают свое развитие, а вторая — позднюю стадию заболевания. Наночастицы, загруженные доксорубицином (классическим химиотерапевтическим средством), были существенно более эффективны в лечении рака, чем свободное лекарство. Так, новый метод лечения приводил к 11-кратному уменьшению количества опухолевых узлов, а также к уменьшению среднего размера оставшихся метастаз. Эти два фактора способствовали значительному увеличению продолжительности жизни мышей.

В дальнейшем ученые надеются применить разработанный подход для терапии первичных опухолевых узлов, а также опробовать другие материалы, с иным временем саморазрушения.

Публикации из новости

Flash drug release from nanoparticles accumulated in the targeted blood vessels facilitates the tumour treatment
Zelepukin I.V., Griaznova O.Y., Shevchenko K.G., Ivanov A.V., Baidyuk E.V., Serejnikova N.B., Volovetskiy A.B., Deyev S.M., Zvyagin A.V.
Q1 Nature Communications 2022 цитирований: 0
Open Access
Open access

Читайте также

Ингибитор ферментов улучшил состояние грызунов с остеоартритом
Московские ученые представили результаты доклинических испытаний препарата-ингибитора ферментов, который помог остановить разрушение костей и суставов при остеоартрите
Биохимия
Молекулярная биология
Фармакология
Фармация
7 декабря 2021
Аллергическую реакцию можно снизить, воздействуя на энергетические станции клетки
Ученые МГУ имени М. В. Ломоносова показали, как можно бороться с аллергией при помощи митохондриальных антиоксидантов. Эти вещества помогли предотвратить высвобождение из тучных клеток веществ, запускающих аллергическую реакцию.
Биохимия
Иммунология
Клеточная биология
Фармакология
29 ноября 2021
Российские ученые придумали, как сделать лучевую терапию рака безопаснее
Новая разработка российских ученых поможет сделать доставку препаратов от рака безопасной для организма
Онкология
Радиология
Фармация
26 ноября 2021