«Мы можем начать с небольшой молекулы и превратить ее в наноразмерный носитель, который может найти опухоль и доставить полезную нагрузку лекарства», — сказала Кассандра Каллманн, аспирант кафедры химии и биохимии Калифорнийского университета в Сан-Диего и Первый автор отчета опубликовал в журнале Advanced Materials 14 июля.Система использует преимущества класса ферментов, называемых матриксными металлопротеиназами, которые в большом количестве вырабатываются при многих раковых заболеваниях.
ММП проедают мембраны, позволяя раковым клеткам ускользать и колонизировать другие части тела, что часто приводит к смертельным последствиям.Каллманн создал крошечные сферы, заполненные противораковым препаратом паклитакселом (также известным под торговыми названиями Taxol и Onxal) и покрытые пептидной оболочкой. ММП разрывают эту оболочку, высвобождая лекарство. Фрагменты оболочки образуют рваную сетку, удерживающую молекулы лекарства рядом с опухолью.
Работа, возглавляемая Натаном Джаннески, профессором химии и биохимии Калифорнийского университета в Сан-Диего, основана на более раннем успехе его группы с использованием аналогичной стратегии для маркировки опухолей как для диагностики, так и для точного хирургического удаления.Чтобы упаковать лекарство в сферы, Каллманну пришлось добавить химические ручки. Оказывается, группа атомов, необходимая для эффективности молекулы лекарства, а также для токсичности, является хорошей точкой прикрепления.
Это означает, что лекарство было инактивировано, когда оно проходило через систему кровообращения, пока не достигло опухоли.Защита позволила исследователям безопасно ввести дозу в 16 раз выше, чем они могли бы с составом, который сейчас используется в онкологических клиниках, в тесте на мышах с трансплантированными опухолями фибросаркомы.
В дополнительных предварительных испытаниях Каллманн и его коллеги смогли остановить рост опухолей как минимум на две недели, используя однократную более низкую дозу препарата. У мышей, которым вводили наночастицы, покрытые пептидами, непроницаемыми для ММП, или вводили физиологический раствор, опухоли вырастали до летальных размеров за это время.
Джаннески говорит, что они расширят свой подход к созданию систем доставки для других диагностических и терапевтических молекул. «Этот вид платформы не является специфическим для паклитаксела. Мы протестируем это на других моделях — например, с другими классами лекарств и на мышах с раком, имитирующим метастатический рак груди».По его словам, они также продолжат модифицировать оболочку, чтобы обеспечить еще большую защиту и избежать поглощения такими органами, как печень, селезенка и почки. «Мы хотим открыть это терапевтическое окно».Среди других авторов — Мэтью Томпсон из исследовательской группы химии Джаннески и Кристофер Барбек, Дэвид Холл и Роберт Мэттри из онкологического центра Мурса Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Все процедуры с животными были одобрены комитетом по уходу и использованию животных Калифорнийского университета в Сан-Диего. Каллманн является стипендиатом программы «Исследователи рака в нанотехнологиях» Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Финансовую поддержку оказал Национальный институт биомедицинской визуализации и биоинженерии.Этот новый подход к использованию ферментно-управляемой сборки тераностики частиц (EDAPT) находится на рассмотрении.