Нацеливание на раковые клетки на уровне одной клетки с помощью "нанопузырьков" и химиотерапии
Исследователи из Университета Райса, Онкологического центра им. М. Д. Андерсона Техасского университета и Бэйлорского медицинского колледжа разрабатывают новые методы прямой доставки лекарств и генетических конструкций в раковые клетки. Для этого они используют светопоглощающие наночастицы, преобразующие лазерную энергию в "плазмонные нанопузырьки". В тестах на устойчивых к лекарствам раковых клетках доставка химиотерапевтических препаратов с помощью нанопузырьков оказалась до 30 раз более эффективной для уничтожения раковых клеток по сравнению с традиционным лечением и потребовала менее одной десятой от клинической дозы.
"Мы доставляем противораковые препараты или другой генетический груз на уровне одной клетки", — говорит Дмитрий Лапотько из Райса. — "Избегая здоровых клеток и доставляя лекарства непосредственно внутрь раковых, мы можем одновременно повысить эффективность препарата и снизить дозировку".
Плазмонные нанопузырьки — это не наночастицы, а кратковременные события. Это крошечные полости воздуха и водяного пара, которые создаются, когда лазерный свет попадает на скопление наночастиц и мгновенно преобразуется в тепло. Пузырьки образуются прямо под поверхностью раковых клеток. Расширяясь и лопаясь, они на короткое время открывают небольшие отверстия в мембране клеток, позволяя лекарствам проникнуть внутрь.
Как это работает:
- Отдельные золотые наночастицы помечаются антителом, которое связывается с поверхностью раковой клетки.
- Клетки поглощают наночастицы и собирают их вместе в крошечных карманах прямо под своей мембраной.
- Импульс лазерного света, настроенный на резонанс с плазмоном наночастиц, преобразуется в тепло, создавая нанопузырек.
- Нанопузырек, расширяясь, временно нарушает целостность клеточной мембраны, открывая путь для терапевтического груза.
Селективность метода обеспечивается тем, что раковые клетки поглощают значительно больше наночастиц. Минимальный порог лазерной энергии, необходимый для образования нанопузырька в раковой клетке, слишком низок, чтобы вызвать тот же эффект в здоровой клетке.
Перспективы и текущий статус:
- Метод показал высокую эффективность в преодолении лекарственной устойчивости раковых клеток.
- В исследовании для журнала Biomaterials метод успешно использован для селективного генетического модифицирования человеческих T-клеток с целью противораковой терапии.
- Доктор Малкольм Бреннер (BCM) отмечает, что этот подход "имеет потенциал революционизировать доставку лекарств и генную терапию".
- Метод еще не тестировался на животных, и перед возможными испытаниями на людях требуется дальнейшее изучение.