Увеличение размера наночастиц с цисплатином снижает побочные эффекты

Цисплатин — один из первых химиотерапевтических препаратов, который назначают при раке (особенно легких, яичников или молочной железы). Он содержит платину и нарушает структуру ДНК опухолевых клеток. Хотя препарат эффективно убивает эти клетки, он также серьезно повреждает почки, которые получают высокие дозы цисплатина при фильтрации крови.

Ученые из Гарвардско-Массачусетского отделения наук и технологий здравоохранения (HST) разработали новый способ упаковки цисплатина в наночастицы, которые слишком велики для попадания в почки. По словам руководителя исследования Шиладитьи Сенгупты, это может избавить пациентов от обычных побочных эффектов и позволить врачам вводить более высокие дозы препарата.

«Мы могли бы давать гораздо больше цисплатина, чем сейчас возможно», — говорит Сенгупта, доцент HST.

Опухоли у мышей, получавших новые наночастицы с цисплатином, уменьшились вдвое по сравнению с лечением традиционным цисплатином, с минимальными побочными эффектами. Результаты были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences в июне.

Новая стратегия: снижение токсичности без потери эффективности

Врачи начали использовать цисплатин в 1970-х годах. Позже FDA одобрило два менее токсичных производных: карбоплатин и оксалиплатин. Однако эти препараты убивают опухолевые клетки менее успешно, чем цисплатин.

Эффективность цисплатина связана с тем, как легко он высвобождает свою молекулу платины, которая затем образует сшивки в цепях ДНК, нарушает деление клеток и запускает их гибель. Карбоплатин и оксалиплатин менее эффективны (но и менее токсичны), потому что прочнее удерживают атомы платины.

Сенгупта и его коллеги выбрали новый подход: они соединили молекулы цисплатина в наночастицу, слишком большую для попадания в почки (известно, что почки не могут поглощать частицы крупнее пяти нанометров).

Конструкция наночастиц

Команда создала полимер, который связывается с цисплатином, располагая молекулы, как бусины на нити. Затем нить сворачивается в наночастицу длиной около 100 нанометров — это слишком много для почек. Однако частицы могут достигать опухолевых клеток, потому что опухоли окружены «дырявыми» кровеносными сосудами с порами размером 500 нанометров.

Первая версия наночастицы оказалась менее эффективной, чем цисплатин. Ученые модифицировали полимер, чтобы он слабее удерживал платину, и получили соединение с противоопухолевой активностью, аналогичной цисплатину. При этом из-за минимальных побочных эффектов наночастицу можно вводить в более высоких дозах.

Результаты исследований

Даниэла Динулеску, соавтор статьи и преподаватель патологии в Бригамской и женской больнице в Бостоне, показала, что наночастицы превзошли цисплатин у мышей с моделью рака яичников. Исследователи также доказали их эффективность против клеток рака легких и молочной железы, выращенных в лаборатории. После гибели опухолевых клеток иммунная система выводит платину из организма.

Николас Фаррелл, профессор неорганической химии в Университете Содружества Вирджинии, считает, что новые наночастицы Сенгупты перспективны. «В случае успеха этот подход позволит сохранить статус цисплатина как одного из самых полезных препаратов, доступных клиницисту», — говорит Фаррелл.

Дальнейшие шаги

Исследователи из MIT работают над новыми вариантами наночастиц, которые будет проще производить. Они также планируют испытания на людях, которые, как надеется Сенгупта, начнутся в ближайшие два года. Полимер, используемый в основе наночастицы, похож на яблочную кислоту — естественный продукт клеточного метаболизма, поэтому Сенгупта оптимистично оценивает его безопасность для человека.