Наночастицы открывают новые возможности для лечения рака мозга
Для пациентов со злокачественными опухолями мозга прогноз остается неутешительным. Даже при самых агрессивных доступных методах лечения пациенты обычно живут около 14 месяцев после постановки диагноза.
Это связано с уникальными трудностями химиотерапии — наиболее распространенного метода лечения рака — для пациентов с опухолями мозга. Гематоэнцефалический барьер, защищающий мозг, препятствует проникновению большинства чужеродных веществ. Кроме того, химиотерапевтические препараты могут нанести значительный ущерб остальным органам, если не достигают опухоли в достаточной фармакологической дозе.
Команда исследователей из Йельской школы медицины и Пекинского педагогического университета опубликовала прорывное исследование, описывающее новый перспективный метод лечения. Решение — наночастицы.
Наночастицы (меньше длин волн видимого света) потенциально могут проникать через гематоэнцефалический барьер и доставлять лекарства к целевым областям, снижая побочные эффекты. Однако предыдущие наночастицы были сложными и неэффективными для проникновения в мозг.
В новой статье, опубликованной в Nature Biomedical Engineering 30 марта 2020 года, описаны простые углеродные наночастицы, созданные двумя лабораториями. В испытаниях на мышах они смогли:
- Доставлять химиотерапевтические препараты через гематоэнцефалический барьер.
- Маркировать опухолевые клетки флуоресценцией.
Ключевая инновация: эти наночастицы невероятно просты — состоят всего из одного соединения.
«Основная решенная нами проблема — повышение эффективности доставки и специфичности наночастиц», — говорит Цзянбин Чжоу, доктор философии, доцент нейрохирургии и биомедицинской инженерии Йельской школы медицины. — «Мы создали наночастицы, как строят ракету. У каждой ракеты обычно есть GPS для наведения на конкретное место, и мы смогли направить частицы для проникновения в мозг и поиска опухолей».
Принцип работы «GPS»: наночастицы сконструированы так, чтобы их распознавала молекула LAT1. Эта молекула присутствует в гематоэнцефалическом барьере и во многих опухолях, но отсутствует в большинстве других нормальных органов. Благодаря этому нагруженные лекарством частицы атакуют опухоль, практически не затрагивая остальное тело. Проникновение в мозг возможно, потому что наночастицы «маскируются» под аминокислоты — питательные вещества, которым разрешен проход через барьер.
Дополнительная функция: наночастицы могут стимулироваться к излучению флуоресценции, что помогает хирургам точнее локализовать опухоль для удаления.
Перспективы: До клинического применения технологии еще далеко.
«Требуется много времени, прежде чем технология может быть переведена в клинические применения, — отмечает доктор Чжоу. — Но это открытие указывает новое направление для разработки наночастиц для доставки лекарств в мозг путем нацеливания на молекулы LAT1».