Наночастицы из карбоната кальция замедляют рост опухолей

Инженеры из Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили, что наночастицы из основного компонента обычных антацидных таблеток могут препятствовать росту раковой опухоли.

Исследовательская группа под руководством Авика Сома (MD/PhD) и профессора Сэмюэля Ачилефу использовала две новые методики для создания наночастиц из карбоната кальция (CaCO3). Частицы вводили внутривенно мышам с солидными опухолями. Соединение изменило pH опухолевой среды с кислого на более щелочной, что остановило рост рака.

Впервые было показано, что можно модулировать pH в солидных опухолях с помощью специально разработанных наночастиц. Результаты опубликованы в журнале Nanoscale.

Ключевая проблема и решение

  • Проблема: Сниженный pH (кислая среда) опухоли коррелирует с метастазированием.
  • Задача: Повысить pH только в микроокружении опухоли.
  • Решение: Использовать наночастицы CaCO3, которые при растворении в воде повышают pH.

Технологические вызовы и их преодоление

Карбонат кальция в природе образует крупные кристаллы и стремится расти в воде, что не подходит для терапии (нужны частицы размером ~100 нм).

Для создания стабильных наночастиц были разработаны два метода в сотрудничестве с инженерными лабораториями:

  1. Диффузия на основе полиэтиленгликоля (лаборатория Пратима Бисваса) — получение частиц размером 20 и 300 нм.
  2. Этанол-ассистированная диффузия (лаборатория Шриканта Сингаманени) — получение частиц размером 100 нм.

Стабильность частиц для внутривенного введения обеспечили с помощью растворителя на основе альбумина.

Преимущества и результаты

  • Биосовместимость: Кальций и карбонат естественны для организма и малотоксичны. При растворении карбонат выводится через легкие в виде CO2, а кальций может включаться в кости.
  • Эффект: Ежедневные инъекции наночастиц мышам с моделью фибросаркомы останавливали рост опухоли. После прекращения инъекций рост возобновлялся.

Планы на будущее

Исследователи планируют определить оптимальную дозу для предотвращения метастазирования, улучшить таргетинг частиц к опухолям и изучить возможность комбинации с химиотерапевтическими препаратами.