В Петербурге разработали инновационный метод лечения онкологических заболеваний

17 декабря 2019

Команда петербургских ученых разработала инновационный метод адресной доставки лекарств к раковым клеткам. При таком методе воздействие на опухоль более точно, а токсическое воздействие химиотерапии на здоровые клетки удается существенно уменьшить. Инновационная технология позволяет «упаковывать» различные биологически активные вещества, в том числе противораковые. Учеными были проведены эксперименты и в будущем инновационный метод планируется испытать на модельных животных in vivo.

Дело в том, что при лечении онкологических заболеваний эффективность многих лекарств зависит от вводимой дозы. Как правило, чем выше доза, тем выше эффективность терапии. Однако существует проблема, при которой доза подходит к критической отметке и становится токсичной для организма, а эффективность лекарства еще недостаточна. Для преодоления этого барьера требуется рациональное и направленное использование препарата. Кроме этого, часто опухоли представляют собой плотные образования, в которых затруднен кровоток. При стандартном подходе препарат не всегда может свободно накапливаться в достаточном количестве в зоне новообразования.

Инновационный метод основан на использовании стволовых клеток, которые способны к миграции в опухоль, а именно мезенхимальных стволовых клеток (МСК). Суть в том, что напрямую нагрузить мигрирующие клетки противоопухолевым лекарством невозможно, иначе это негативно скажется на их биофункциях. Таким образом, для направленной доставки лекарства с помощью МСК необходимо сначала его изолировать, а затем загрузить в стволовые клетки.

Из мезенхимальных стволовых клеток состоят различные типы тканей, в том числе кости, хрящи, мышцы, жир. Мигрируя в опухоль, они могут вступать в реакцию с ней. Это происходит из-за белкоподобных веществ – хемокинов, активно высвобождающихся новообразованием. Они привлекают клетки со специфическими рецепторами на поверхности, поэтому миграция таких клеток согласована с повышением концентрации хемокинов: на поверхности МСК имеется рецептор CXCR4, который реагирует на хемокин SDF-1, что заставляет стволовые клетки направляться к опухоли.

Для изоляции и загрузки противоопухолевого препарата учеными разработаны субмикрокапсулы из полимерных соединений. После того, как лекарство помещают в субмикрокапсулы, МСК модифицируют полученными микрокапсулами. Ученые разработали микрокапсулы чувствительными в свету – они могут разрушаться и дистанционно высвобождать помещенное в них лекарство под воздействием инфракрасных лучей.

Таким образом, ученым удалось создать светочувствительную универсальную систему для адресной доставки лекарства в очаги злокачественных новообразований с помощью стволовых клеток, модифицированных субмикрокапсулами, в которые загружен противоопухолевый препарат. Благодаря светочувствительности, процесс неинвазивного высвобождения лекарства удается контролировать – оно высвобождается в нужное время в нужном месте. Инфракрасный свет широко используется в течение длительного времени и практически безвреден при правильной настройке параметров облучения. На основе созданной петербургскими учеными универсальной системы могут быть разработаны платформы для доставки в очаги новообразований широкого спектра противоопухолевых веществ и лекарств.

Разработка систем доставки лекарств на основе живых клеток является актуальной проблемой в биомедицине. Эта стратегия предусматривает использование клеточных культур, способных реагировать на опухоли. МСК считаются одними из наиболее перспективных среди потенциальных платформ доставки лекарств, поскольку их относительно легко получить и выращивать в лаборатории. Тем не менее, для внедрения разработанной системы в жизнь необходимо пройти сложный и долгий путь доклинических и клинических испытаний, который проходят все фармпрепараты перед полным внедрением во врачебную практику.