Новые результаты, представленные профессором кафедры биоинженерии Университета Мэриленда Фишелла Сяомином «Шон» Хе и исследователями из пяти других академических учреждений, указывают на метод, в котором используются специально разработанные наночастицы и лечение лазером в ближнем инфракрасном диапазоне, чтобы раковые клетки теряли способность к множественной лекарственной устойчивости. дни за раз. Это создает терапевтическое окно для химиотерапии, позволяющее бороться даже с наиболее устойчивыми к лекарствам клетками, оставшимися после операции или ранее проведенного лечения.
Результаты группы были опубликованы сегодня в Nature Communications.«Применяя химиотерапию в рамках этого« терапевтического окна », онкологи могут применять более низкие дозы химиотерапевтических препаратов для пациентов с потенциалом улучшения результатов лечения — при этом минимизируя токсичность лекарств для здоровых органов», — сказал он.Одна из основных причин развития резистентности у раковых клеток — это сверхэкспрессия так называемых «насосов оттока» — белков, которые защищают клетку путем откачки нежелательных токсичных веществ до того, как они достигнут своей намеченной цели.
Точно так же, как оттокные насосы усердно защищают от токсинов, они также удаляют практически все клинически значимые химиотерапевтические препараты.К счастью, откачивающим насосам для выполнения своей функции требуется источник химической энергии.
Таким образом, отключив подачу энергии к насосам оттока, онкологи могут снизить — или даже устранить — устойчивость клетки к лекарствам, например, применяемым для химиотерапии. Осознавая это, он и его исследовательская группа разработали способ уменьшить количество химической энергии — аденозинтрифосфата (АТФ) — доступной для оттокных насосов в раковых клетках.Команда, в которую также входили исследователи из Университета штата Огайо, Университета Вирджинии, Медицинского факультета Университета Миссури, Шанхайского университета традиционной китайской медицины и Медицинского факультета Университета Индианы, нацелила специально разработанную наночастицу на митохондрии клетки. генератор энергии, в котором клетка преобразует кислород и питательные вещества в АТФ.
Как только наночастицы достигают митохондрий раковых клеток, исследователи применяют лечение лазером в ближнем инфракрасном диапазоне, чтобы запустить химическую реакцию, которая снижает количество АТФ, доступного для насосов, и, таким образом, отключает их питание. Такое лечение снижает как экспрессию оттокных насосов, так и их распределение на плазматической мембране клетки.
Выводы исследовательской группы показывают, что содержащие лекарственные препараты наночастицы — в сочетании с лечением лазером в ближнем инфракрасном диапазоне — могут эффективно подавлять рост опухолей с множественной лекарственной устойчивостью без явной системной токсичности.Хотя исследователи долгое время работали с наночастицами для доставки лекарств, результаты, представленные Хе и его командой, представляют собой решающий прорыв в борьбе с множественной лекарственной устойчивостью раковых клеток.
«В течение многих лет исследователи сосредотачивались на доставке большего количества химиотерапевтических препаратов в раковые клетки с использованием наночастиц, не затрагивая корень лекарственной устойчивости», — сказал он. «Это означало, что раковые клетки сохраняли свою способность выводить химиотерапевтические препараты, что ограничивало любое усиление противораковой терапии. Для решения этой проблемы наша исследовательская группа использует наночастицы не только для доставки большего количества химиотерапевтических препаратов к целевому участку внутри раковых клеток. , но также поставить под угрозу функцию насосов оттока и тем самым значительно повысить безопасность и эффективность лечения рака ».