Ученые исследовали способы доставки лекарств в опухоли с помощью лейкоцитов
Особый вид лейкоцитов — нейтрофилы — предложили использовать в качестве носителей лекарственных наночастиц для борьбы со злокачественными опухолями российские ученые, 5 декабря сообщает пресс-служба Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» (НИТУ «МИСИС»).
Исследование, проведенное коллективом ученых, стало важным шагом в разработке эффективных способов лечения онкологических заболеваний.
Новая развивающаяся область медицины, получившая название наномедицины, использует для диагностики и терапии различные наночастицы. С их помощью осуществляется адресная доставка лекарства прямо в опухоль. Однако остается проблема получения требуемой его концентрации, которая оказалась сложной задачей.
Одним из возможных решений этой проблемы является использование для доставки лекарственных препаратов нейтрофилов. Заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСИС» кандидат химических наук Максим Абакумов пояснил выбор темы исследования:
«Есть два подхода: первый — загрузить клетки наночастицами вне организма, а затем вернуть их обратно; второй — ввести наночастицы напрямую в организм, чтобы клетки сами захватили их и доставили к опухоли. Многообещающими „курьерами“ считаются нейтрофилы. Этот вид лейкоцитов, составляющий большую часть иммунной системы, способен проникать через сосуды и перемещаться по телу на дальние расстояния в ответ на воспаление или опухоль».
Однако существуют и сложности, возникающие из-за того, что некоторые покрытия наночастиц могут отрицательно сказываться на работе нейтрофилов. На взаимодействие с лейкоцитами большое влияние оказывают материал, размер и форма наночастиц, и некоторые их виды могут повредить нейтрофилам. Другой проблемой является короткая жизнь этих клеток крови, а их нужно успеть забрать, поместить на них лекарство и вернуть в организм пациента.
Инженер 1 категории лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСИС» Анастасия Гаранина рассказала:
«Наиболее перспективны три вида наночастиц: липосомы, магнетит, биоразлагаемые сополимеры молочной и гликолевой кислоты (PLGA). Малотоксичные липосомы разлагаются естественным путем и могут переносить большое количество препарата. Сополимеры позволяют контролировать скорость высвобождения лекарств, а наночастицы магнетита полезны не только для доставки препаратов, но и для визуализации опухолей».
В ходе проведенных исследований ученые установили особенности воздействия различных видов наночастиц на нейтрофилы как в лабораторных условиях, так и в живом организме. Они узнали, что наночастицы магнетита выходят из кровеносных сосудов и могут захватываться нейтрофилами для переноса в опухоль.
Сополимерные наночастицы PLGA скапливаются возле стенок сосудов и тоже забираются клетками крови, но липосомы нейтрофилами не захватываются, однако лейкоциты всё же помогают доставке этих наносфер в опухоль за счет механизмов микро- и макроутечек — нарушений целостности сосудистых стенок новообразований, которые и позволяют лекарственным веществам попадать прямо в ткани опухоли.
В исследовании нейтрофилов как потенциальных носителей лекарственных наночастиц для борьбы со злокачественными опухолями приняли участие, кроме ученых НИТУ «МИСИС», специалисты Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н. И. Пирогова, НМИЦ психиатрии и наркологии им. В. П. Сербского и Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева.
Результаты исследования ими были представлены в статье «Нейтрофилы как носители нанотерапевтических средств для лечения рака: сравнительное исследование доставки липосом, PLGA и магнитных наночастиц в опухоли» (Neutrophil as a Carrier for Cancer Nanotherapeutics: A Comparative Study of Liposome, PLGA, and Magnetic Nanoparticles Delivery to Tumors), опубликованной в журнале Pharmaceuticals (Q1).
Поскольку разные типы наночастиц по-разному ведут себя в кровеносных сосудах, это влияет на скорость и эффективность доставки нейтрофилами лекарств в опухоли. Поэтому научный коллектив планирует в дальнейшем установить те параметры наночастиц, которые определяют механизм их взаимодействия с нейтрофилами.
