Микроигольчатый пластырь для локальной иммунотерапии меланомы

Исследователи в области биомедицинской инженерии из Университета штата Северная Каролина и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл разработали технику, использующую пластырь со встроенными микроиглами для доставки иммунотерапии рака непосредственно к месту меланомы. В исследованиях на животных этот метод показал более эффективное воздействие на меланому по сравнению с другими видами иммунотерапии.

Перспективным направлением лечения рака является иммунотерапия, которая помогает собственной иммунной системе организма бороться с раком. В иммунной системе T-клетки должны распознавать и уничтожать раковые клетки. Однако раковые клетки могут обманывать T-клетки, например, экспрессируя белок-лиганд, который связывается с рецептором на T-клетках и мешает им атаковать.

Исследования в области иммунотерапии рака сосредоточены на использовании антител "anti-PD-1" (программируемой клеточной гибели), чтобы предотвратить этот обман. Однако системное введение этих антител в кровоток имеет недостатки: низкая эффективность нацеливания на опухоль и риск побочных эффектов, таких как аутоиммунные расстройства, из-за передозировки.

Чтобы решить эти проблемы, исследователи создали пластырь, который с помощью микроигл доставляет антитела anti-PD-1 локально в кожную опухоль. Микроиглы изготовлены из биосовместимой гиалуроновой кислоты.

Антитела anti-PD-1 заключены в наночастицы вместе с глюкозооксидазой — ферментом, который производит кислоту при контакте с глюкозой. Эти наночастицы загружены в микроиглы, расположенные на поверхности пластыря.

При наложении пластыря на меланому кровь попадает в микроиглы. Глюкоза в крови заставляет глюкозооксидазу производить кислоту, которая медленно разрушает наночастицы. По мере их деградации антитела anti-PD-1 высвобождаются в опухоль.

"Этот метод создает стабильное, длительное высвобождение антител непосредственно в место опухоли; это эффективный подход с улучшенным удержанием антител anti-PD-1 в микроокружении опухоли", — говорит Чжэнь Гу, старший автор статьи.

Исследователи протестировали технику на модели меланомы у мышей. Микроигольчатый пластырь с наночастицами anti-PD-1 сравнивали с лечением путем инъекции антител anti-PD-1 непосредственно в кровоток и инъекции наночастиц anti-PD-1 прямо в опухоль.

"Через 40 дней 40% мышей, получавших лечение с помощью микроигольчатого пластыря, выжили, и у них не было обнаружено остаточной меланомы — по сравнению с нулевой выживаемостью в контрольных группах", — говорит Яньци Е, соавтор исследования.

Исследователи также создали "коктейль" из антител, состоящий из anti-PD-1 и другого антитела, anti-CTLA-4, которое также помогает T-клеткам атаковать раковые клетки.

"При использовании комбинации anti-PD-1 и anti-CTLA-4 в микроигольчатом пластыре 70% мышей выжили, и у них не было обнаружено меланомы через 40 дней", — говорит Чао Ван, соавтор статьи.

"Благодаря длительному и локализованному способу высвобождения, опосредованному микроиглами, мы можем достичь желаемых терапевтических эффектов при относительно низкой дозировке, что снижает риск аутоиммунных расстройств", — добавляет Чжэнь Гу.

Исследователи ищут финансирование для дальнейших исследований и потенциального клинического применения этой техники.