Наночастицы с лекарством повышают точность и безопасность ультразвуковой терапии опухолей

Исследователи создали новый тип наночастиц, которые могут сделать ультразвуковое лечение рака более эффективным и безопасным, а также помочь предотвратить возвращение опухолей.

Исследование, опубликованное в журнале Nano Letters, предлагает способ снизить вред для здоровых тканей при использовании высокоинтенсивного фокусированного ультразвука.

Ученые из Центра передовых исследований раннего обнаружения рака (CEDAR) Института рака Найта Орегонского университета здоровья и науки (OHSU) хотели улучшить метод механической абляции опухолей с помощью фокусированного ультразвука. Этот метод использует энергию для разрушения солидных опухолей без хирургического вмешательства. Однако у него есть две основные проблемы: необходимость высокой энергии, что создает тепло и может повредить здоровые ткани, и риск выживания некоторых раковых клеток, ведущий к рецидиву.

"В этом исследовании мы разработали крошечную частицу — примерно в тысячу раз меньше ширины листа бумаги — которая помогает лечить рак более эффективно", — сказал соавтор исследования Майкл Хендерсон.

Эти наночастицы сконструированы с маленькими пузырьками на поверхности. При воздействии фокусированного ультразвука пузырьки лопаются, высвобождая энергию для более точного разрушения опухолей. Частицы также покрыты специальной молекулой — пептидом, который помогает им прилипать к опухолям и легче проникать в раковые клетки.

Чтобы усилить терапию, ученые присоединили к пептиду на поверхности наночастицы мощный химиотерапевтический препарат. Соавтор исследования Ли Сян, Ph.D., описывает этот метод как "двойной удар".

"Ультразвук физически разрушает опухоль, а препарат помогает устранить оставшиеся раковые клетки, которые могут вызвать возвращение опухоли", — сказала она.

В доклинических моделях человеческой меланомы это сочетание привело к более глубокому разрушению опухоли и более эффективной доставке лекарства по сравнению с каждым методом по отдельности.

"Наши наночастицы снижают энергию, необходимую для ультразвукового лечения, до 100 раз", — сказал Хендерсон. "Это позволяет использовать короткие ультразвуковые импульсы для механического разрушения опухолей без перегрева окружающих тканей".

При тестировании на мышах с опухолями человеческой меланомы комбинированное лечение (ультразвук плюс наночастицы с лекарством) привело к значительно лучшим результатам. В некоторых случаях опухоли полностью исчезали, а общая выживаемость улучшалась более чем на 60 дней без серьезных побочных эффектов.

Новая платформа в перспективе может использоваться для других методов лечения, включая инфекции или сердечно-сосудистые заболевания, где может быть полезна комбинация механической и лекарственной терапии.

"То, что началось в 2018 году как исследование наночастиц для абляции опухолей, превратилось в многофункциональную платформу, и теперь мы рады применить это в иммунотерапии", — сказал старший автор исследования Адем Йылдырым, Ph.D. "Комбинируя фокусированный ультразвук с умной доставкой лекарств, мы видим многообещающий новый способ более эффективной борьбы с раком и снижения вероятности его возвращения".

Хендерсон отметил, что будущие комбинированные методы лечения, в данном случае ультразвук и иммунотерапия, могут помочь выйти за пределы возможностей каждой терапии по отдельности.

"Хотя эта работа находится на ранних стадиях, она закладывает основу для нового вида терапии на основе наночастиц, которая может улучшить наш подход к трудноизлечимым опухолям", — сказал он.