Наночастицы с кальцием побеждают устойчивость опухолей к лекарствам

Множественная лекарственная устойчивость (MDR) — процесс, при котором опухоли становятся устойчивыми к нескольким препаратам, — основная причина неудач химиотерапии. Опухолевые клетки часто приобретают MDR, усиливая выработку белков, которые выкачивают лекарства из клетки, делая химиотерапию неэффективной. Исследователи, сообщающие в Nano Letters ACS, разработали наночастицы, высвобождающие внутри опухолевых клеток всплески кальция, что подавляет лекарственные насосы и обращает MDR вспять.

Белок-насос под названием P-гликопротеин (P-gp) часто играет ключевую роль в MDR. P-gp находится в клеточной мембране и использует энергию в форме аденозинтрифосфата (ATP) для выкачивания лекарств из опухолевых клеток. Ученые пытались блокировать P-gp различными способами, например, с помощью низкомолекулярных ингибиторов или истощая ATP. Однако используемые до сих пор стратегии могут вызывать побочные эффекты, быть нестабильными в организме или сложными в приготовлении.

Исследователи решили блокировать P-gp другим подходом. Предыдущие работы показали, что перегрузка опухолевых клеток ионами кальция может как снижать выработку P-gp, так и уменьшать уровень ATP. Для этого требовалось найти способ доставить внутрь раковых клеток всплески кальция вместе с химиотерапевтическим препаратом.

Ученые создали «наногенератор ионов кальция» (TCaNG), загрузив наночастицы фосфата кальтия химиотерапевтическим препаратом доксорубицином и покрыв их молекулами, позволяющими TCaNG нацеливаться на раковые клетки и проникать в них. Попав внутрь клеток, TCaNG вступал в кислую среду, где разрушался, высвобождая и доксорубицин, и всплески ионов кальция.

В тестах на раковых клетках в чашке Петри обработка TCaNG привела к снижению как уровня ATP, так и продукции P-gp, что позволило доксорубицину уничтожить ранее устойчивые опухолевые клетки. В испытаниях на мышах с опухолями у группы, получавшей TCaNG, после 21 дня лечения опухоли были значительно меньше, чем в контрольной группе, без видимых побочных эффектов.