Биоинженеры Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (University of California, Santa Barbara) установили, что изменение формы наночастиц химиотерапевтических препаратов – из сферической в палочковидную – повышает эффективность таргетинга и доставки противораковых средств в клетки рака молочной железы в 10 тысяч раз.

По мнению исследователей, эти данные, недавно опубликованные в престижном научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, могут кардинально повысить эффективность методов лечения рака и снизить побочные эффекты химиотерапии.

«Из-за неэффективного взаимодействия с мембраной раковой клетки традиционные противораковые препараты накапливаются в печени, легких и селезенке, а не в раковой клетке», – объясняет профессор химической инженерии Самир Митраготри (Samir Mitragotri), директор Центра биоинженерии (Center for BioEngineering) UCSB. «Мы считаем, что наша стратегия значительно повышает специфичность противораковых препаратов по отношению к раковым клеткам».

Чтобы разработать препараты с такой высокой специфичностью, ученые создали палочковидные наночастицы химиотерапевтического препарата камптотецина и покрыли их антителами – препаратом трастузумаб, – проявляющими селективность по отношению к клеткам определенных типов рака, в том числе рака молочной железы. В подавлении роста клеток рака молочной железы покрытые антителами камптотециновые наностержни были в 1000 раз более эффективны, чем взятый в чистом виде трастузумаб, и в 10 раз более эффективны, чем чистый камптотецин.

Палочковидные наночастицы химиотерапевтического препарата более эффективно связываются с мембранными рецепторами раковых клеток.
(Фото: Peter Allen)

«Этот уникальный подход к разработке формы противоопухолевых препаратов и их сочетанию с антителами представляет собой новое направление в химиотерапии», – добавляет профессор Митраготри.

Профессор Митраготри и его коллеги обратились к клеткам рака молочной железы, чтобы изучить синергию формы и молекулярного распознавания, позволяющую клеткам выполнять сложные функции в организме человека.

«На мысль рассматривать в качестве ключевого параметра форму нас натолкнули природные объекты. В природе все основные частицы, такие как вирусы, бактерии, эритроциты, тромбоциты, не являются сферическими», – поясняет профессор. «Ключевую роль в их функции играет форма».

Исследование было проведено в сотрудничестве с Genentech из фармацевтической группы Roch.

«Работа профессора Митраготри и его коллег представляет собой пример выдающегося вклада биоинженеров UCSB в медицинские исследования и того, какие результаты приносит наша модель сотрудничества с промышленностью», – прокомментировал исследование Род Элфернесс (Rod Alferness), декан инженерного колледжа UCSB.

Аннотация к статье Particle shape enhances specificity of antibody-displaying nanoparticles