Наноэнзим нацеливается на гипоксические очаги для повышения радиочувствительности при раке носоглотки

Совместное исследование, опубликованное 21 января в Nature Communications, представляет новую стратегию повышения эффективности лучевой терапии рака носоглотки (РНГ).

Исследователи из Института биофизики Китайской академии наук, Пятой больницы Университета Сунь Ятсена и Гуансийского медицинского университета разработали целевую систему доставки наноэнзимов, идентифицировав специфические мишени на поверхности клеток в гипоксических очагах РНГ, что эффективно повысило радиочувствительность опухоли.

РНГ — злокачественная опухоль, происходящая из эпителия носоглотки, — трудно поддается лечению из-за выраженной гипоксии в опухоли, которая повышает устойчивость к лучевой терапии и способствует рецидивам и метастазированию.

Наноэнзимы с каталазоподобной активностью могут катализировать разложение перекиси водорода (H₂O₂) в микроокружении опухоли с образованием кислорода in situ. Этот подход позволяет избежать проблем, связанных с традиционными методами, таких как быстрое потребление кислорода или значительная токсичность.

Ученые подтвердили значительные гипоксические характеристики РНГ в клинических образцах. Затем, проанализировав тысячи белков в базе данных поверхностных белков клеток, они идентифицировали рецептор трансферрина 1 (TfR1) как высокоэкспрессируемый в РНГ и тесно связанный с гипоксией, что делает его потенциальной мишенью для гипоксических очагов.

Было обнаружено, что тяжелая цепь ферритина человека (HFn) может эффективно нацеливаться на гипоксические очаги РНГ, специфически связываясь с TfR1. Используя HFn в качестве носителя, исследователи загрузили в него платиновые наноэнзимы, обладающие как каталазоподобной активностью, так и свойствами поглощения энергии излучения, создав радиосенсибилизатор (Pt-HFn), способный эффективно нацеливаться на гипоксические очаги РНГ.

HFn значительно улучшил дисперсность платиновых наноэнзимов и усилил каталазоподобную активность за счет синергетического эффекта «оболочка-ядро». В ксенографтных моделях РНГ радиосенсибилизатор Pt-HFn, используя целевую способность носителя HFn, эффективно накапливался в гипоксических очагах и демонстрировал отличный эффект по устранению гипоксии и радиосенсибилизации.

Результаты показали, что Pt-HFn в комбинации с лучевой терапией превзошел по эффективности натрия глицидидазол — широко используемый клинический радиосенсибилизатор. Лечение продемонстрировало превосходную терапевтическую эффективность как в моделях с однократным, так и с фракционированным облучением, без заметных побочных эффектов.

Это исследование предлагает новую стратегию повышения эффективности лучевой терапии при РНГ, потенциально предоставляя более целенаправленный и эффективный подход к лечению солидных опухолей в клинической практике.