Исследователи из Университета Сарагосы и Эдинбургского университета использовали экзосомы — «пузырьки», выделяемые клетками в окружающее пространство, — в качестве «троянских коней» для доставки палладиевых катализаторов в раковые клетки. Статья ученых была опубликована в журнале Nature Catalysis.

«Мы вводим катализатор в крошечные везикулы — экзосомы — размером около 100 нанометров, которые способны перемещаться прямо внутри опухолевой клетки. Оказавшись там, они катализируют реакцию, которая превращает одну пассивную молекулу в мощный противоопухолевый агент», — объясняет один из исследователей, профессор Университета Сарагосы Хесус Сантамария.

Убить раковую клетку просто: есть много токсичных веществ, которые могут выполнить эту задачу. Задача состоит в том, чтобы нацелить молекулу точно на клетки опухоли, не затрагивая здоровые. Отсутствие селективности у препаратов является причиной часто разрушительных побочных эффектов, которые раковые больные испытывают во время химиотерапии. Вместо того чтобы вводить такие препараты в кровоток, было бы гораздо лучше, если бы они могли быть произведены непосредственно внутри раковых клеток. И именно этого добилась команда ученых в новом исследовании.

Ранее такой катализ, который использовали ученые, был неслыханным явлением в онкологии. Это связано с тем, что для его осуществления есть много препятствий: прежде всего — выявление подходящих катализаторов и реакций, которые можно ускорить, а также доставка этих веществ селективно в клетки-мишени.

Тем не менее ключом к осуществлению этого могут оказаться экзосомы. Эти структуры секретируются большинством клеток и окружены мембраной, содержащей элементы, характерные для клетки, из которой они происходят. Это делает их избирательными благодаря явлению тропизма по отношению к клеткам, из которых они произошли. Также экзосомы могут переносить терапевтическую нагрузку преимущественно на исходную клетку даже в присутствии других биологических структур.

Авторы исследования нашли способ индуцировать синтез катализаторов — наночастиц палладия толщиной чуть более одного нанометра — внутри экзосом опухолевых клеток без нарушения свойств их мембран. Таким образом экзосомы превратили в «троянских коней», способных доставлять катализатор в раковые клетки. Оказавшись там, они ускоряют синтез in situ противоопухолевого соединения — панобиностата, противоопухолевого препарата, одобренного в 2015 году.

В своей работе ученые продемонстрировали эффективность нового подхода и его селективность. В ходе испытаний численность раковых клеток упала, а повреждения здоровых оказались на минимальном уровне. Ученые планируют начать следующий этап исследований — испытания на животных, — но о сроках его проведения пока ничего не известно.