Нанооболочки могут доставлять больше химиотерапии с меньшими побочными эффектами

Исследователи продемонстрировали возможность удалённо запускать высвобождение одобренных противораковых препаратов внутри раковых клеток в лабораторных культурах с помощью лазера и светоактивируемых золотых наночастиц.

Исследование, проведённое учёными из Университета Райса и Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета, использовало золотые нанооболочки для доставки токсичных доз двух препаратов — лапатиниба и доцетаксела — внутрь клеток рака молочной железы. Учёные показали, что могут использовать лазер для удалённого запуска высвобождения препаратов после попадания частиц в клетки.

Хотя испытания проводились на клеточных культурах, исследование было разработано для демонстрации клинической применимости: наночастицы нетоксичны, препараты широко используются, а маломощный инфракрасный лазер может неинвазивно проникать через ткани и достигать опухолей на глубине в несколько дюймов под кожей.

Стратегия "Троянского коня"

В будущих исследованиях планируется использовать макрофаги (тип белых кровяных клеток, проникающих в опухоли) для доставки комплексов "препарат-частица" внутрь новообразований, где лазер запустит высвобождение лекарств.

Решение проблемы доставки

Доставка химиотерапевтических препаратов в опухоли сложна — лекарства скорее выталкиваются из опухоли, чем втягиваются в неё. Чтобы получить эффективную дозу, пациентам часто приходится принимать так много препарата, что тошнота и другие побочные эффекты становятся тяжёлыми. Новый подход может повысить эффективную дозу лекарств внутри опухолей, позволяя пациентам принимать меньше, а не больше.

Если метод сработает, он может привести к меньшему количеству побочных эффектов и потенциально использоваться для лечения многих видов рака. Например, лапатиниб относится к широкому классу химиотерапий — ингибиторов тирозинкиназы, которые нацелены на специфические белки, связанные с разными типами рака.

Технология нанооболочек

Нанооболочки, изобретённые в 1990-х годах, примерно в 20 раз меньше эритроцита. Они состоят из стеклянной сферы, покрытой тонким слоем золота. Их можно настроить на поглощение энергии от определённых длин волн света, включая ближний инфракрасный диапазон (ближний ИК), который проходит через большинство тканей тела.

В новом исследовании сравнивалось использование для запуска высвобождения непрерывного лазера и импульсного лазера малой мощности. Были продемонстрированы два типа конъюгатов нанооболочка-препарат: один с линкером из ДНК и доцетакселом, другой — с покрытием из белка крови альбумина для удержания лапатиниба. В каждом случае можно было запустить высвобождение препарата после поглощения нанооболочек раковыми клетками, при этом в макрофагах не было измеряемого преждевременного высвобождения.

Учёные надеются вскоре начать испытания технологии на животных. Особые надежды возлагаются на потенциал лапатиниба для доставки препаратов в аноксичные (лишённые кислорода) внутренние области опухолей, где могут скрываться наиболее агрессивные раковые клетки.