Созданная в Калифорнийском университете в Дэвисе (США) система доставки лекарственных препаратов состоит из специально разработанных наночастиц, которые нацеливаются строго на злокачественные клетки, перенося в себе противораковый препарат паклитаксел (более известный как токсол). Кроме того, разработка была успешно использована для переноса флюоресцентного красителя, применяемого для визуальной диагностики онкологического заболевания.

Подробнее о создании и свойствах новых транспортных наночастиц можно узнать из журнала Nanomedicine.

Рак мочевого пузыря обычно развивается в клетках, выстилающих внутреннюю сторону стенок; при этом коэффициент выживаемости гораздо выше, если болезнь обнаружена на ранних стадиях. В случае застарелого недуга, когда опухоль успела прорасти наружу пузыря или начала метастазировать, прогноз меняется на негативный.

Это четвёртый по распространённости тип рака среди мужчин (у женщин встречается гораздо реже).

Рис. 1. Переносящие противораковый препарат мицеллярные наночастицы селективно атакуют злокачественную клетку. (Иллюстрация MIT).

Применяемый в таких случаях паклитаксел — весьма эффективное химиотерапевтическое средство. Но его приём осложнён высокой вероятностью появления многочисленных и очень серьёзных побочных эффектов. Например, это вещество может оказаться слишком токсичным для костного мозга, снижая его кроветворную способность и увеличивая тем самым риск развития инфекций. Препарат совершенно неселективен (и в этом его главная проблема), бьёт сразу по всему организму.

Кроме того, поскольку растворимость его в крови невысока, лекарство растворяют в касторовом масле, которое способно вызвать неожиданно резкую, а иногда и смертельную аллергическую реакцию (настойку касторового масла дают не орально, а внутривенно, отсюда и неадекватная реакция иммунной системы).

Наночастицы, использованные в рассматриваемой работе, представляют собой не неорганические кристаллы (наконец-то!), а мицеллы, состоящие из мылоподобных молекул, которые способны самопроизвольно образовывать небольшие сферические частицы с полостью в центре. Внутри этой полости и размещались интересующие онкологов лекарственные молекулы (по принципу стирального порошка: мицеллы самопроизвольно собираются вокруг нерастворимых в воде частиц, снижая их поверхностную энергию). А чтобы мицеллы были более избирательными, чем заключённые в них лекарства, в их структуру инкорпорировались специальные молекулы-лиганды, способные распознавать и связываться с раковыми клетками.

Рис. 2. Строение мицеллярной наночастицы с заключённым в неё противораковым препаратом. На поверхности частицы расположены селективные лиганды-протеины, распознающие пептидный мотив на раковых клетках. (Иллюстрация Elsevier).

Лиганд представляет собой пептид CLL1 (молекула-1, подобная лецитину С-типа), экспрессируемый стволовыми клетками острой миелоидной лейкемии. Ранее было установлено, что поверхность клеток рака мочевого пузыря содержит пептидный мотив LR(S/T), способный избирательно взаимодействовать с CLL1-протеином. Для пущей прочности CCL1 был ковалентно привязан к поверхности мицеллярных частиц.

Эксперименты на лабораторных крысах показали, что,

используя стандартную дозу препарата, заключённого внутрь мицелл, удаётся добиться гораздо более значительного замедления роста опухоли в сравнении с животными из контрольной группы (спасибо селективности мицелл: бóльшая часть администрированного средства пошла на благое дело, а не размазалась по всему организму, вызывая побочные эффекты).

Но что ещё более важно — благодаря избирательности мицелл становится возможным в три раза превысить предельно допустимую для обычного метода введения дозу без возникновения дополнительных токсикологических проблем. «Безопасное» повышение дозы паклитаксела позволило в те же три раза (!) продлить жизнь мышам по сравнению с обычной дозировкой. При этом наблюдалось наиболее медленное прогрессирование опухоли, а также было зафиксировано самое долгое время, в течение которого удавалось полностью её контролировать.

Остаётся добавить, что

животным были привиты клетки рака мочевого пузыря человека. Считается, что результаты экспериментов, полученные при таком подходе, имеют наибольшую клиническую релевантность. По словам авторов исследования, пересаженные опухоли представляли собой высокоагрессивные образцы.