Петербургские ученые продемонстрировали высокую противоопухолевую эффективность золотых наночастиц
Результаты исследования также показывают, что эффективность адресной доставки зависит от типа опухоли и материалов, из которых сделаны наночастицы. В частности, терапевтические агенты из золота и полимолочной кислоты продемонстрировали наилучшие результаты на моделях рака кишечника и меланомы. В перспективе полученные данные могут учитываться при разработке персонализированных методов лечения онкологии. Исследование опубликовано в научном журнале Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine.
По данным Всемирной организации здравоохранения, онкологические заболевания являются одной из главных причин смерти в мире, в следствие которой ежегодно умирают миллионы людей. Рак может поразить любой орган и распространиться по всему организму: его клетки способны покидать место своего возникновения и по кровеносной или лимфатической системе проникать в другие здоровые части организма, вызывая рецидив – новые очаги опухоли (метастазы). При этом сегодня методов для полного удаления опухоли (в том числе с гарантией исключения рецидивов в будущем) не существует, а способы фармакологического лечения онкологических заболеваний, например, химиотерапия еще и наносят сильный урон здоровью пациента.
Альтернативой стандартной терапии рака с использованием химиопрепаратов является адресная доставка лекарств, заключенных в носители, состав и размер которых определяется типом опухоли пациента. Суть данного подхода – транспортировка препаратов в заданную область организма или отдельного органа при помощи биотехнологических продуктов, например, наноразмерных капсул и частиц.
При этом благодаря относительно высокой точности адресная доставка помогает количественно уменьшить дозу лекарств, необходимых для лечения, а в случае применения токсичных препаратов снизить общую нагрузку на организм. Однако пока уровень развития технологий не позволяет внедрить этот подход в широкую медицинскую практику. Поэтому сейчас профильные научные коллективы в разных странах ведут разработки различных видов методов и средств для адресной доставки.
«Наше исследование направлено на понимание того, какие типы наночастиц наиболее эффективно накапливаются в различных опухолях. В перспективе это позволит создавать более эффективные и целенаправленные средства доставки лекарств для адресной и персонализированной терапии онкологических заболеваний», – поясняет младший научный сотрудник «Лаборатории нано- и микрокапсулирования биологически активных веществ» СПбПУ Петра Великого Алиса Сергеевна Постовалова.
Таргетная терапия перспективна для лечения рака, поскольку опухолевые ткани характеризуются повышенной проницаемостью капилляров. Это связано с быстрым и неконтролируемым ростом новых кровеносных сосудов (ангиогенезом). Такие новообразованные сосуды имеют особые промежутки, что позволяет лекарственным веществам и наночастицам легче проникать и накапливаться в опухоли. Этот эффект повышенной проницаемости и удержания лежит в основе так называемой «пассивной» адресной доставки препаратов к опухолевым тканям.
В ходе исследования команда ученых синтезировала и изучила четыре наиболее перспективных типов наночастиц, состоящих из: полимолочной кислоты, золота, карбоната кальция и диоксида кремния. Накопление наночастиц исследовалось в лабораторных условиях на трех моделях опухолей: рак толстой кишки, молочной железы и кожи (меланома).
«Мы обнаружили, что наночастицы золота и полимолочной кислоты показали наилучшую эффективность в моделях рака толстой кишки и меланомы, что делает их перспективными для дальнейшего использования в таргетной терапии этих видов рака. В то же время, в модели рака молочной железы все исследованные типы наночастиц накапливались и проникали менее успешно», – рассказывает аспирант кафедры МНЭ СПбГЭТУ «ЛЭТИ», младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории (НИЛ) нанотехнологий ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Мария Сергеевна Истомина.
В состав научной группы вошли исследователи из СПбГЭТУ «ЛЭТИ», НМИЦ им. В.А. Алмазова, СПбПУ Петра Великого, СПбАУ им. Ж.И. Алферова и ФГБУ «НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева» Минздрава России