Российские ученые предложили использовать особый вид лейкоцитов — нейтрофилы — в качестве носителей лекарственных наночастиц для борьбы со злокачественными опухолями. Исследование открывает новые перспективы в разработке эффективных способов лечения онкологических заболеваний.
Кандидат химических наук, заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ МИСИС Максим Абакумов / © Сергей Гнусков, пресс-служба НИТУ МИСИС
Наномедицина — развивающаяся область, которая использует для диагностики и терапии различные наночастицы. Они помогают доставить лекарства прямо в опухоль, но достижение требуемой концентрации — сложная задача. Одно из решений проблемы доставки — использование нейтрофилов.
«Есть два подхода: первый — загрузить клетки наночастицами вне организма, а затем вернуть их обратно; второй — ввести наночастицы напрямую в организм, чтобы клетки сами захватили их и доставили к опухоли. Многообещающими «курьерами» считаются нейтрофилы. Этот вид лейкоцитов, составляющий большую часть иммунной системы, способен проникать через сосуды и перемещаться по телу на дальние расстояния в ответ на воспаление или опухоль», — сказал кандидат химических наук, заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ МИСИС Максим Абакумов.
Но есть и сложности: некоторые покрытия на наночастицах могут мешать работе нейтрофилов. Материал, размер и форма сильно влияют на взаимодействие с лейкоцитами — некоторые виды частицы могут их повредить. Кроме того, клетки крови живут недолго, поэтому их нужно быстро собрать, поместить на них лекарство и вернуть в организм пациента.
«Наиболее перспективны три вида наночастиц: липосомы, магнетит, биоразлагаемые сополимеры молочной и гликолевой кислоты (PLGA). Малотоксичные липосомы разлагаются естественным путем и могут переносить большое количество препарата. Сополимеры позволяют контролировать скорость высвобождения лекарств, а наночастицы магнетита полезны не только для доставки препаратов, но и для визуализации опухолей», — отметила инженер 1 категории лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ МИСИС Анастасия Гаранина.
Исследователи Университета МИСИС, РНИМУ имени Н.И. Пирогова, НМИЦ психиатрии и наркологии имени В. П. Сербского и РХТУ имени Д. И. Менделеева изучили воздействие различных видов наночастиц на нейтрофилы как в лабораторных условиях, так и в живом организме. Они выяснили, что наночастицы магнетита выходят из кровеносных сосудов и могут захватываться нейтрофилами для переноса в опухоль.
Сополимерные наночастицы скапливаются возле стенок сосудов и тоже собираются клетками крови. А вот липосомы нейтрофилами не захватываются, но сами лейкоциты способствуют доставке сфер в опухоль с помощью механизмов микро- и макроутечек — нарушений целостности сосудистых стенок новообразований, что позволяет лекарственным веществам попадать прямо в ткани. Подробности исследования описаны в научном журнале Pharmaceuticals (Q1).
Каждый тип наночастиц по-разному ведет себя в кровеносных сосудах. Из-за этого отличается скорость и эффективность доставки лекарств в опухоли вместе с нейтрофилами. В дальнейшем ученые планируют определить ключевые параметры наночастиц, определяющие по какому механизму будет происходить взаимодействие с нейтрофилами.
Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда.
