Наночастицы нового типа для борьбы с устойчивыми формами рака
Исследователи из Чикагского университета разработали усовершенствованные наночастицы, доставляющие соединение бактериального происхождения для активации мощного иммунного пути STING. Частицы разрушают структуру кровеносных сосудов опухоли, стимулируют иммунный ответ, преодолевают резистентность к иммунотерапии при некоторых опухолях поджелудочной железы и усиливают ответ на лучевую терапию при глиоме.
«Это необычное сотрудничество медицины и неорганической химии для решения неудовлетворенной потребности в лечении опухолей, устойчивых к обычной терапии», — сказал соавтор работы Ральф Вайхсельбаум.
Исследование «Zinc cyclic di-AMP nanoparticles target and suppress tumors via endothelial STING activation and tumor-associated macrophage reinvigoration» опубликовано в Nature Nanotechnology 26 октября 2022 года.
Проблема «холодных» опухолей
Иммунотерапия эффективна против «горячих» (воспаленных) опухолей. «Холодные» опухоли не воспалены и могут ускользать от иммунной системы. В 2014 году было показано, что мыши без белка STING не дают эффективного иммунного ответа на рак в сочетании с иммунотерапией или лучевой терапией. STING — ключевая часть системы обнаружения угроз (например, раковых клеток) по наличию поврежденной ДНК.
Стимуляция пути STING — перспективная цель для «разогрева» опухолей. Однако препараты-агонисты STING, как правило, малы и водорастворимы, поэтому при внутривенном введении быстро выводятся почками и могут вызывать токсичность в высоких дозах.
Решение: наночастицы-доставщики
Венбин Лин, специалист по наноструктурам, разработал новый тип частиц — наноразмерные координационные полимеры (NCP). Они имеют нетоксичное ядро из фосфата цинка, окруженное слоями липидов, и могут быть настроены для контролируемого высвобождения, увеличивая доставку препарата в опухоли.
В новом исследовании команды Вайхсельбаума и Лина загрузили NCP нуклеотидом циклическим димерным аденозинмонофосфатом (CDA). CDA — фрагмент ДНК, который генерируют бактерии при вторжении в хозяина; его появление запускает путь STING и врожденный иммунный ответ для борьбы с раком.
Многостороннее действие
Усиленный иммунный ответ атаковал опухоли несколькими способами:
- Подавлял рост опухоли и предотвращал метастазирование при нескольких типах рака.
- Нарушал функцию эндотелиальных клеток в кровеносных сосудах опухоли, увеличивая накопление CDA.
- Усиливал способность инфильтрировавших опухоль ассоциированных с опухолью макрофагов представлять антигены для атаки T-клетками.
Этот подход также сделал невоспаленные «холодные» опухоли поджелудочной железы восприимчивыми к иммунотерапии и оказался эффективен против глиомы, преодолевая гемато-энцефалический барьер.
«Гениальность этих наноформуляций в том, что мы смогли инкапсулировать высокоактивный агонист STING, который стимулирует как врожденный, так и адаптивный иммунитет», — отметил Вайхсельбаум.
Лин, основавший стартап Coordination Pharmaceuticals для разработки NCP, подчеркивает потенциал технологии: «Мы не ограничены одним соединением. Мы можем формулировать другие нуклеотиды и использовать другие препараты в тех же NCP. Технология универсальна».