Микропузырьки улучшат альтернативную терапию против рака

Исследование опубликовано в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. «Фотодинамическая терапия устроена так: в кровь пациента вводится фотосенсибилизирующий препарат, после чего опухоль облучают светом либо прямо сквозь кожу, либо при помощи эндоскопа. Длину волны света подбирают под препарат, чтобы он поглощал свет и инициировал генерацию синглетного кислорода и свободных радикалов, локальное действие которых поражает клетки именно в той области, на которую воздействуют светом», — объяснил руководитель исследования, профессор Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха Дмитрий Горин.

Первый автор статьи, выпускник магистратуры Сколтеха Роман Бармин, прокомментировал работу так: «Мы показали на двух популярных фотосенсибилизирующих препаратах, что их фотоактивность повышается при связывании с белком альбумином из бычьей сыворотки крови, а если полученный конъюгат „белок — препарат“ взбить до появления пузырьков, то эффективность возрастает ещё сильнее. Все это применимо в фотодинамической терапии злокачественных опухолей».

В своих экспериментах научный коллектив использовал два фотосенсибилизатора: для фталоцианинов цинка и алюминия была показана ковалентная и электростатическая связь с альбумином соответственно. Первый препарат уже одобрен для применения в фотодинамической терапии, второй проходит клинические испытания. Что касается получения пузырьков, то «взбивают» раствор альбумина-фталоцианина ультразвуком, подбирая для этого подходящую частоту и температуру.

«Микропузырьковая доставка лекарств — активно развивающаяся технология, но альбуминовые пузырьки применительно к фотодинамической терапии мы рассмотрели впервые, и эти два фотосенсибилизатора — в контексте пузырьков — тоже, — отметил Бармин. — Удобство пузырьков в том, что в их оболочку можно весьма плотно упаковать молекулы фотосенсибилизатора, а коллапсировать пузырьки и высвободить инкапсулированный препарат можно ультразвуком».

Испытания в лаборатории показали, что доставка препарата пузырьками в клетки работает хорошо. «Теперь наша цель — получить более полное представление о взаимодействии микропузырьков с клетками для поиска способов повысить терапевтический эффект», — добавил Горин. Исследовав свойства микропузырьков, коллектив пришёл к выводу, что конъюгация микропузырьков с фотосенсибилизатором изменяет физико-химические свойства. Размер пузырьков в среднем не отличается от пузырьков без фталоцианинов (такие применяются для УЗИ в качестве контрастного агента), что полезно для контроля их действия, и в то же время повышается концентрация пузырьков и их стабильность при хранении.

«Следующий шаг был — понять, будет ли с микропузырьками эффективность фотосенсибилизатора выше, чем без них, — рассказал Бармин. — Наши коллеги из ИОФ РАН разработали метод, которым можно это проверить на суспензии эритроцитов. Он однозначно показал, что в случае с обоими препаратами конъюгат фталоцианина и альбумина был действеннее, чем фталоцианины сами по себе, а с микропузырьковой доставкой эффективность повышалась еще сильнее. Причина — как раз в плотной упаковке молекул препарата в оболочке пузырька». Фотодинамическая противоопухолевая терапия — пример выхода двух традиционно применяемых в диагностике технологий, ультразвука и микропузырьков, в область терапии. 

Сколтех

430 статей

Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.

Показать больше