Ученые НИТУ «МИСиС» разработали способ существенно повысить восприимчивость раковых клеток к противоопухолевому препаратам, содержащим действующее вещество доксорубицин. Для этого наночастицы, переносящие препарат, обогатили фолиевой кислотой, которую раковые клетки поглощают примерно в 1000 раз активнее, чем обычные.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nanomaterials.

Противоопухолевые препараты, в составе которых находится действующее вещество доксорубицин – одни из самых широко применяемых в мире. Их используют для терапии лейкоза, рака мышечной ткани, саркомы и ряда других злокачественных новообразований. Само по себе действующее вещество не обладает направленным действием, то есть, в «чистом виде» при попадании в ток крови оно активно связывается с различными соединениями, а также одинаково хорошо поглощается как пораженными, так и нормальными клетками. Это, прежде всего, означает, что для достижения эффекта требуются большие дозировки. Кроме того, «неразборчивость» доксорубицина губительна для здоровых клеток.

В 2017 году команда ученых НИТУ «МИСиС» в сотрудничестве НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина проводила эксперименты по связыванию доксорубицина с биосовместимыми наночастицами нитрида бора, которые отлично соединяются с препаратом благодаря схожей молекулярной структуре. Эксперименты in vitro были положительными: было показано, что наночастицы эффективно доставляют доксорубицин в клетки и высвобождают препарат, только после попадания внутрь клетки, что позволит блокировать распад доксорубицина в кровотоке до момента достижения препаратом клеток. Таким образом, терапевтическая дозировка препарата снизиться, однако это решит не все проблемы: все еще необходимо было «заставить» раковые клетки активнее других поглощать препарат, настолько активно, чтобы здоровые клетки не успевали его захватить.

Продолжив исследования, ученые НИТУ «МИСиС» нашли способ «упаковать» доксорубицин так, чтобы его действие стало направленным. Полученный в итоге метод основан на структурных особенностях раковых клеток: они крайне активно делятся, и для получения большего количества питания на их поверхности расположено огромное количество рецепторов фолиевой кислоты. Она более известна нам как витамин B9 – он необходим для роста и развития кровеносной и иммунной систем.

«По сравнению со здоровыми, на поверхности раковых клеток находится примерно в тысячу раз больше рецепторов фолиевой кислоты, – рассказывает один из авторов исследования, научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Елизавета Пермякова. – В нашем новом исследовании мы комбинировали свойства нитрида бора и фолиевой кислоты. Сначала мы ковалентно присоединяли к наночастицам фолиевую кислоту, а затем насыщали данную систему доставки доксорубицином».

Загрузку наночастиц препаратом оценивали с помощью спектрофотометрии: само по себе действующее вещество доксорубицин является водорастворимым соединением ярко-красного цвета, таким образом водный раствор доксорубицина также имеет насыщенный красный цвет. После добавления к этому раствору наночастиц нитрида бора, связанных с фолиевой кислотой, весь доксорубицин связывается с частицами, а раствор вновь становится прозрачным. Использование данной системы доставки позволит снизить неспецифичные взаимодействия доксорубицина, а также предположительно увеличить точечность доставки препарата в раковые клетки.

На данный момент для подтверждения терапевтической активности начата серия экспериментов in vitro в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина с использованием различных культур человеческих раковых клеток.

Пресс-служба НИТУ «МИСиС»