Российские ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) достигли значительного прорыва в повышении эффективности таргетной доставки противоопухолевых препаратов. Им удалось разработать метод, при котором наночастицы с лекарством, покрытые особым составом (который на треть аналогичен веществам головного мозга), высвобождают активное вещество непосредственно в раковых клетках, минимизируя воздействие на здоровые ткани. Подробности исследования были опубликованы в научном журнале Journal of Controlled Release.
Общеизвестно, что традиционная химиотерапия часто сопровождается неприятными побочными эффектами, такими как потеря волос, тошнота и общая слабость. Это происходит потому, что цитотоксические препараты, циркулируя в кровотоке, не только уничтожают раковые клетки, но и повреждают здоровые ткани, как пояснили исследователи из СПбПУ.
По словам Сергея Шипиловских, ведущего научного сотрудника и доцента Высшей школы биомедицинских систем и технологий СПбПУ, неселективное действие лекарств значительно уменьшает общую эффективность терапии, так как лишь небольшая доля вводимого препарата достигает опухоли. Решением этой проблемы может стать применение наноносителей — микроскопических «контейнеров», способных защищать активное вещество и доставлять его прицельно в пораженные участки, а также поддаваться внешнему контролю.
Чтобы обеспечить такую избирательность, на поверхность этих наноконтейнеров можно нанести специальные «метки», распознаваемые исключительно раковыми клетками. Совместное исследование специалистов СПбПУ и ИТМО показало, что покрытие наночастиц особой смесью биологических веществ делает их «невидимыми» для здоровых клеток, что позволяет максимально точно доставлять лекарство к опухоли.
«Наши эксперименты показали, что до 80% активного компонента освобождается из наноконтейнеров на основе диоксида кремния, покрытых лецитиновой оболочкой, непосредственно внутри раковых клеток,» — комментирует Сергей Шипиловских. Он также добавил, что высвобождение происходит постепенно, обеспечивая пролонгированный и кумулятивный терапевтический эффект в области опухоли.
Для создания оболочки наноконтейнеров был выбран лецитин — комплекс природных жиров, жирных кислот и других биологически активных соединений. Поскольку лецитин составляет значительную часть (около 30%) человеческого мозга, его использование в составе препарата гарантирует отсутствие отторжения и нежелательных иммунных реакций со стороны организма.
Помимо преимуществ в доставке, применение активного вещества в форме наночастиц также улучшает его стабильность и условия хранения. Ученый подчеркнул, что наноконтейнер надежно защищает лекарство от окисления атмосферным кислородом, воздействия света и других факторов, способных снизить его эффективность.
Предполагается, что преимущественное накопление наночастиц в опухолевых тканях связано как с уникальной структурой липидной оболочки, так и с повышенной метаболической активностью раковых клеток по сравнению со здоровыми. В дальнейших исследованиях команда ученых намерена углубленно изучить механизмы захвата этих лецитин-покрытых наночастиц клетками и создать универсальную платформу для адресной доставки различных противораковых средств к широкому спектру опухолей.
Данный проект реализован при поддержке федеральной программы «Приоритет-2030».
Дмитрий Верхов