Новости химической науки > Наночастицы координируют атаки на опухоль

Исследователи из США продемонстрировали, что лекарственные препараты могут быть направлены на опухолевую ткань с помощью двух типов наночастиц, способных к определенного рода коммуникации друг с другом: при попадании в ткани опухоли одна из наночастиц передает информацию второй, являющейся переносчиком лекарственного препарата; вторая наночастица при этом «принимает сигнал» и разгружает свой груз там, где это необходимо.

Предварительные исследования показали, что с помощью новой системы удается добиться в 40 раз более эффективной доставки лекарств, чем при классическом способе доставки лекарств с помощью наночастиц – когда между частицами нет такого обмена информации.

Обычные подходы к введению лекарственных препаратов сводятся к насыщению ткани значительным избытком фармацевтически активного соединения – только в этом случае ткань может получить целевую концентрацию лекарства. Сангита Бхатия (Sangeeta Bhatia) из Массачусетского технологического института с коллегами решила сфокусировать цели исследования на том, как в месте опухоли поставить «маячок», сигнал от которого успешно распознает переносчик лекарства.

Исследователи решили использовать в качестве сигнала отклик крови на коагуляцию. Он заключается в том, что при незначительном воздействии, приводящем к повреждению кровеносного сосуда, информация о повреждении многократно усиливается за счет каскада биохимических реакций, в результате чего вырабатываются значительные количества белка-фибрина, который залечивает рану.

Наночастицы активируют систему коагуляционного отклика крови, этот сигнал направляет переносчик лекарства на клетку опухоли. (Рисунок из Nat. Mater., 2011, DOI: 10.1038/nmat3049)

Исследователи разработали одну систему наночастиц таким образом, что они могли попадать в ткани опухоли и повреждать там кровеносные сосуды, вызывая интенсивную выработку фибрина. Второй тип наночастиц, циркулирующих в крови переносчиков лекарственных препаратов, был настроен таким образом, чтобы распознавать фибрин, будучи своеобразным приемником фибринового сигнала.

Исследовательская группа разработала два типа наночастиц, имеющих шанс наиболее предпочтительно накапливаться в тканях опухоли – первый тип представлял собой небольшие наностержни из золота, а второй – наночастицы из белка, связывающегося с кровеносными сосудами опухоли. Если наностержни из золота, находящиеся в опухолевой ткани, облучить инфракрасным излучением, они повреждают сосуды и запускают систему выработки фибрина, белковые наночастицы, находящиеся внутри опухоли, способствовали высвобождению фибрина «наружу» из опухоли.

Два типа наночастиц – переносчиков лекарственных препаратов играли роль «приемников» сигнала – один представлял собой нанокристаллы оксида железа, покрытые декстрином, другой тип был создан на основе полой липидной сферы – лизосомы. К первому типу наночастиц были привиты остатки пептида, распознающего фибрин и связывающегося с ним, ко второму – белки, связывающиеся с ферментом, вовлечённым в систему коагуляционного отклика крови.

Предварительные эксперименты на мышах показали, что с помощью новой системы можно достичь в 40 раз более эффективной доставки лекарства, чем при его «неуправляемом» введении и в 6 раз более эффективной по сравнению с доставкой лекарств наночастицами, способными к распознаванию рецепторов кровеносных сосудов опухолевой ткани. Такие результаты наглядно демонстрируют преимущество нового способа в сравнении с существующими.

Follow us at @ChemPortRu

Источник: Nat. Mater., 2011, DOI: 10.1038/nmat3049

метки статьи: #биомедицинские микроприборы, #биохимия, #медицинская химия, #межмолекулярные взаимодействия, #молекулярная биология, #нанотехнологии