Сотрудники Политехнического университета Виргинии совместно с коллегами из Института инновационных макромолекул разработали систему доставки лекарств, способную кардинально расширить возможности лечения рака.
Традиционный метод к терапии рака, при котором в кровоток вводятся препараты, доставляемые наночастицами, оказывается не всегда эффективным. Из-за сложного строения человеческого тела в действительности очень немногие из наночастиц достигают непосредственно опухоли, и даже когда они оказываются там, доставить в ткани они могу ограниченный объем препаратов.
Новая система, разработанная сотрудниками Виргинского политеха, получила название Наноразмерная автономная система доставки лекарств с поддержкой бактерий (Nanoscale Bacteria-Enabled Autonomous Drug Delivery System – NanoBEADS). Ученые изобрели способ химического присоединения наночастиц противораковых препаратов к ослабленным бактериальным клеткам. Такой тандем оказался более эффективен, чем пассивная доставка с помощью инъекций.
NanoBEADS хорошо зарекомендовал себя как in vitro (в опытах на опухолевых сфероидах), так и in vivo (в опытах на живых мышах). Благодаря этому показатель распределения и удержания наночастиц в раковых тканях повысился почти в 100 раз.
«Можно сделать потрясающее лекарство, но если его нельзя доставить туда, где оно должно работать, оно не будет очень эффективным, – отметила автор разработки Бахаре Бехкам. – Улучшая доставку, можно улучшить и эффективность».
Давным-давно, еще в Древнем Египте, люди заметил, что рак переходит в стадию ремиссии, если пациент заражается сальмонеллой. Оба этих заболевания весьма тяжелые, но человечество научилось справляться с инфекциями, вызванные сальмонеллой, лучше, чем с онкологическими заболеваниями.
Идея лечения рака с помощью инфекционных агентов вновь возникла на повестке дня в XIX веке, и в итоге научная мысль привела к появлению иммунотерапии, при которой иммунная система активируется для атаки раковых клеток.
Конечно, сальмонелла вредна для человека, но использование ослабленных бактерий теоретически может дать все преимущества иммунотерапии, не допустив при этом вредных последствий для организма. Эта концепция схожа с вакцинацией от гриппа, при которой ослабленный вирус гриппа, попадая в организм, укрепляет иммунитет.
Для доставки лекарств была выбрана бактерия Salmonella enterica serovar Typhimurium VNP20009, как наиболее тщательно изученная и проверенная в клинических испытаниях.
Опыты с применением NanoBEADS показали, что бактериальная система лучше проникает в ткани опухоли, не задерживаясь в других частях организма. Так, концентрация клеток сальмонеллы в опухоли оказалась примерно в тысячу раз выше, чем в печени, и в 10 тысяч раз выше, чем в селезенке.
SeungBeum Suh, Ami Jo, Mahama A. Traore, Ying Zhan, Sheryl L. Coutermarsh-Ott, Veronica M. Ringel-Scaia, Irving C. Allen, Richey M. Davis, Bahareh Behkam. Nanoscale Bacteria-Enabled Autonomous Drug Delivery System (NanoBEADS) Enhances Intratumoral Transport of Nanomedicine. Advanced Science, 2018; 1801309 DOI: 10.1002/advs.201801309
