Криптонит для раковых клеток

Все существующие противораковые препараты подвержены развитию резистентности. Опухоли растут быстрее кровеносных сосудов, поэтому эти неконтролируемые массы клеток получают мало кислорода и питательных веществ, что позволяет им выживать в суровых условиях. Они создают миниатюрные насосы для активного выведения всего, что им не подходит (например, лекарств), и обходят все контрольные точки, поддерживающие здоровую популяцию клеток.

Эти "суперспособности" закодированы в ДНК рака. В теории, отключение нужных генов лишит клетки этих способностей. Метод РНК-интерференции делает именно это. Подавляя производство белка с определённых участков ДНК, малые интерферирующие РНК (siRNA) могут "выключить" активность отдельных генов.

Однако siRNA — крайне капризные молекулы: маленькие, отрицательно заряженные и очень нестабильные. Эти характеристики затрудняют их доставку в нужное место в организме.

В недавней статье в журнале Biomaterials представлена модульная система, призванная решить эти проблемы. Используя экспертизу в целевой доставке лекарств, команда разработала систему для доставки siRNA и любого стандартного препарата непосредственно в раковые клетки. Работа финансируется грантом Alliance for Nanotechnology in Cancer Platform Partnership от Национального института рака (NCI).

Новая система — это многофакторный подход, одновременно решающий проблемы токсичности химиотерапии и резистентности.

Исследователи создали библиотеку транспортных комплексов, каждый из которых специализирован на определённых свойствах:

• Одни хорошо переносят отрицательно заряженные молекулы (например, siRNA) через отрицательно заряженную клеточную мембрану.
• Другие эффективно захватывают гидрофобные препараты.
• Третьи лучше работают с гидрофильными препаратами.

"Это почти как детали Lego, которые можно комбинировать, чтобы создать правильную сборку для нужного типа груза, а затем доставить его в нужную область тела", — пояснил профессор.

Комплексы также несут молекулы, которые действуют как "почтовые голуби" в крови, доставляя свой разрушительный груз только к раковым клеткам. В данном исследовании команда сосредоточилась на молекуле гиалуроновой кислоты, которую многие раковые клетки распознают с помощью специализированных рецепторов на своей поверхности.

В лабораторных условиях система доставляла препараты и siRNA исключительно в раковые клетки со 100% высвобождением груза.

Однако в испытаниях на живых мышах успех был меньше. Два фактора, несущественные в чашке Петри, стали критичными в организме: "снабжение" и "инструкции". Если на целевых раковых клетках слишком мало рецепторов, комплексы не найдут их в огромной системе организма. Но даже при высокой экспрессии рецепторов, кровоснабжение опухоли также должно быть достаточным, чтобы комплексы вообще начали свой путь.

Будущим исследователям необходимо будет учитывать эти факторы при использовании библиотеки комплексов для разработки носителей под конкретные препараты и типы рака. Модульность системы делает её особенно подходящей для решения разнообразных уникальных задач. "Это позволяет нам настраивать эту систему под правильный тип опухоли", — заключил автор.