Главная / Новости / Наночастицы для борьбы с раком: новое оружие в борьбе с болезнями

Наночастицы для борьбы с раком: новое оружие в борьбе с болезнями


26 декабря 2022
Иллюстрация биологии раковых клеток

Исследование имеет два инновационных аспекта: открытие новой терапевтической мишени и разработка эффективного наноносителя для селективной доставки иммунотерапевтических и химиотерапевтических препаратов.

Исследователи разработали наночастицы для борьбы с раком, которые могут обеспечить инновационную химиоиммунотерапию.

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature Nanotechnology, исследователи из Университета Питтсбурга разработали наночастицы для борьбы с раком, которые одновременно обеспечивают химиотерапию и новую иммунотерапию.

Подавление гена участвовавшего в иммуносупрессии

Было показано, что новая иммунотерапия, которая подавляет ген, участвующий в иммуносупрессии, эффективна в уменьшении размеров опухолей на мышиных моделях рака толстой кишки и поджелудочной железы в сочетании с химиотерапией и упакована в наночастицы.

«В нашем исследовании есть два инновационных аспекта: открытие новой терапевтической мишени и нового наноносителя, который очень эффективен для селективной доставки иммунотерапевтических и химиотерапевтических препаратов», — сказал старший автор Сун Ли, доктор медицинских наук, профессор фармацевтических наук в Фармацевтической школе Питта и исследователем онкологического центра UPMC Hillman. «Я в восторге от этого исследования, потому что оно очень трансляционное. Мы еще не знаем, работает ли наш подход у пациентов, но наши результаты показывают, что у него большой потенциал».

Наночастицы миРНК FuOXP

Электронно-микроскопическое изображение наночастиц, содержащих химиотерапевтический препарат FuOXP и новую иммунотерапию siRNA, которая блокирует экспрессию Xkr8. Авторы и права: Чен и др., 2022 г., Nature Nanotechnology, 10.1038/s41565-022-01266-2.

Значение химиотерапии

Химиотерапия является основой лечения рака, но остаточные раковые клетки могут сохраняться и вызывать рецидив опухоли. В этом процессе участвует липид, называемый фосфатидилсерином (PS), который обычно находится во внутреннем слое мембраны опухолевых клеток, но мигрирует на клеточную поверхность в ответ на химиотерапевтические препараты. На первый взгляд PS действует как иммунодепрессант, защищая оставшиеся раковые клетки от иммунной системы.

Исследователи Питта обнаружили, что лечение химиотерапевтическими препаратами фторурацилом и оксоплатином (FuOXP) это привело к повышению уровня Xkr8, белка, контролирующего распределение ФС на клеточной мембране. Это открытие предполагает, что блокирование Xkr8 предотвратит шунтирование PS раковыми клетками на клеточную поверхность, позволяя иммунным клеткам уничтожать раковые клетки, оставшиеся после химиотерапии.

Предлагаемая стратегия иммуносупрессии, опосредованной FuOXP, и эффект миРНК Xkr8

Предлагаемая стратегия того, как химиотерапия FuOXP может привести к иммуносупрессии (левая часть изображения) в опухолях, но новая иммунотерапия, которая блокирует экспрессию белка под названием Xkr8, может реактивировать иммунную систему (правая часть изображения). Новое исследование показало, что FuOXP приводит к повышению уровня Xkr8, белка, который перераспределяет PS на клеточной поверхности, что приводит к иммуносупрессии из-за большего количества T-регуляторных клеток и макрофагов M2, способствующих развитию опухоли. Однако, когда исследователи блокировали экспрессию Xkr8 с помощью siRNA, PS оставался во внутреннем слое клеточной мембраны, укрепляя иммунную систему за счет увеличения количества борющихся с опухолью Т-клеток, макрофагов M1 и дендритных клеток. Авторы и права: Чен и др., 2022 г., Nature Nanotechnology, 10.1038/s41565-022-01266-2

В независимом исследовании, которое недавно было опубликовано в Cell Reports, Йи-Нан Гонг, доктор философии, доцент кафедры иммунологии в Питте, также определил Xkr8 как новую терапевтическую мишень для усиления противоопухолевого иммунного ответа.

Ли и его команда разработали фрагменты генетического кода, называемые короткими интерференционными РНК (siRNA), которые останавливают производство определенных белков — в данном случае Xkr8. После объединения siRNA и FuOXP в наночастицы двойного действия следующим шагом было нацеливание их на опухоли.

Наночастицы, как правило, слишком велики, чтобы пройти через неповрежденные кровеносные сосуды в здоровой ткани, но они могут достигать раковых клеток, поскольку опухоли иногда имеют плохо развитые сосуды с отверстиями, которые позволяют им проходить.

Но этот подход к нацеливанию на опухоль ограничен, потому что многие опухоли человека не имеют достаточно больших отверстий для прохождения наночастиц.

«Как паром, перевозящий людей с одного берега реки на другой, мы хотели разработать механизм, позволяющий наночастицам пересекать неповрежденные кровеносные сосуды, не полагаясь на отверстия», — сказал Ли.

Чтобы разработать такой пар, исследователи украсили поверхность наночастиц хондроитинсульфатом и ПЭГ. Эти соединения помогают наночастицам нацеливаться на опухоли и избегать здоровых тканей, связываясь с клеточными рецепторами, общими как для кровеносных сосудов опухоли, так и для опухолевых клеток, и продлевая время, в течение которого они остаются в кровотоке.

Наночастицы миРНК FuOXP и клетки рака толстой кишки мыши

Изображение флуоресцентной микроскопии, показывающее наночастицы FuOXP-siRNA (красные), эффективно поглощаемые раковыми клетками толстой кишки мыши. Ядра клеток выглядят как синие круги. Авторы и права : Чен и др., 2022 г., Nature Nanotechnology, 10.1038/s41565-022-01266-2

При введении мышам около 10% наночастиц добирались до их опухоли — значительное улучшение по сравнению с большинством других платформ наноносителей. Предыдущий анализ опубликованных исследований показал, что в среднем только 0,7% доз наночастиц достигают своей цели.

  • Наночастицы двойного действия резко уменьшали миграцию иммуносупрессивного ФС на поверхность клетки по сравнению с наночастицами, содержащими только химиопрепарат FuOXP.
  • Затем исследователи протестировали свою платформу на мышиных моделях рака толстой кишки и поджелудочной железы. Животные, получавшие наночастицы, содержащие как FuOXP, так и siRNA, имели лучшее микроокружение опухоли с большим количеством Т-клеток, борющихся с раком, и меньшим количеством иммуносупрессивных регуляторных Т-клеток, чем животные, получавшие дозы плацебо или FuOXP.
  • В результате у мышей, получавших наночастицы siRNA-FuOXP, наблюдалось резкое уменьшение размера опухоли по сравнению с животными, получавшими только одну терапию.
  • По словам Ли, исследование также указало на возможность сочетания наночастиц FuOXP-siRNA с другим типом иммунотерапии, называемым ингибиторами контрольных точек. Иммунные контрольные точки, такие как PD-1, действуют как тормоза на иммунную систему, но ингибиторы контрольных точек работают, чтобы расслабить тормоза и помочь иммунным клеткам бороться с раком.
  • Исследователи обнаружили, что наночастицы FuOXP с siRNA или без нее увеличивают экспрессию PD-1. Но когда они добавили ингибитор PD-1, комбинированная терапия резко улучшила рост опухоли и выживаемость у мышей.

Нацелившись на внедрение своей новой терапии в клинику, команда теперь пытается подтвердить свои выводы с помощью дополнительных экспериментов и дальнейшей оценки потенциальных побочных эффектов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Top

Vitaminov.net