Наночастицы соли токсичны для раковых клеток
Исследование Университета Джорджии показало новый способ атаки на раковые клетки, потенциально менее вредный для пациента. Наночастицы хлорида натрия (NaCl) — обычной соли — токсичны для раковых клеток и могут лечь в основу терапии с меньшими побочными эффектами, чем у современных методов лечения.
Исследование под руководством Цзинь Се, адъюнкт-профессора химии, показало, что наночастицы соли (SCNPs) можно использовать как «троянского коня» для доставки ионов внутрь клеток, что нарушает их внутреннюю среду и приводит к гибели клетки. При деградации SCNPs превращаются в соль, поэтому не вредны для организма.
Механизм действия
Ключ к доставке SCNPs в клетки — их наноразмер. Клеточная мембрана поддерживает градиент, сохраняя низкую концентрацию натрия внутри клетки и высокую — снаружи. Плазматическая мембрана не пропускает ионы натрия, но не распознаёт SCNPs, позволяя им проникнуть внутрь.
Попав в клетку, SCNPs растворяются на миллионы ионов натрия и хлора, которые оказываются в ловушке из-за градиента. Они подавляют защитные механизмы клетки, вызывая разрыв плазматической мембраны и её гибель. Утечка молекул при разрыве мембраны сигнализирует иммунной системе о повреждении ткани, вызывая воспалительную реакцию для борьбы с патогенами.
«Этот механизм фактически более токсичен для раковых клеток, чем для нормальных, потому что в раковых клетках изначально относительно высокая концентрация натрия», — пояснил Цзинь Се.
Результаты экспериментов
- На модели мышей инъекция SCNPs в опухоли подавила рост опухоли на 66% по сравнению с контрольной группой, без снижения массы тела и признаков токсичности для основных органов.
- Вакцинационное исследование: мыши, привитые раковыми клетками, убитыми с помощью SCNPs, показали гораздо большую устойчивость к последующему введению живых раковых клеток. Все животные оставались без опухолей более двух недель.
- Изучение противоопухолевого иммунитета: после инъекции SCNPs в первичную опухоль и оставления вторичной опухоли без лечения, рост вторичных опухолей значительно замедлился, показав 53% уровень ингибирования.
В совокупности результаты показывают, что SCNPs убивают раковые клетки и превращают умирающие клетки в in situ вакцину.
Перспективы терапии
По словам Цзинь Се, SCNPs уникальны среди неорганических частиц, поскольку сделаны из безвредного материала, а их токсичность основана именно на наночастичной форме.
«Из-за относительно короткого периода полураспада в водных растворах SCNPs лучше всего подходят для локальной, а не системной терапии. Лечение вызовет немедленную и иммуногенную гибель раковых клеток. После лечения наночастицы превращаются в соли, которые сливаются с жидкостной системой организма и не вызывают системной или накопительной токсичности. При инъекции высоких доз SCNPs признаков системной токсичности не наблюдалось», — заявил он.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.