В МФТИ разработали таргосомы — наночастицы для лечения и диагностики рака
Исследователи Института биофизики будущего МФТИ разработали инновационный класс наночастиц — таргосомы — для терапии и диагностики онкозаболеваний. Наночастицы прошли лабораторные испытания на грызунах. Эффективность уничтожения опухоли составила более 90 процентов.
Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом научном издании Journal of Controlled Release. Рак — одна из ведущих причин смертности во всем мире, и хотя в разработке новых методов лечения достигнут значительный прогресс, хирургическое вмешательство и/или химиотерапия продолжают оставаться одними из основных стратегий лечения. Существенным недостатком химиотерапии является неспецифичность данного метода. В организм пациента системно поступает большое количество низкомолекулярного токсичного соединения, которое наносит вред не только раковым, но и нормальным клеткам. Это приводит к серьезным побочным эффектам (тошнота, рвота, нарушения пищеварения), связанными с гепатотоксичностью, почечной токсичностью, кардиотоксичностью и другими нежелательными явлениями.
В задачи современной науки входит разработка противораковых соединений, которые были бы не только цитотоксичны по отношению к раковым клеткам, но и лишены недостатков системных методов введения. Большая работа ведется в области разработки соединений, реализующих концепцию адресной доставки к определенным типам клеток, например за счет специфических взаимодействий с онкомаркерами — рецепторами на поверхности раковых клеток.
Наиболее перспективной платформой для создания адресных средств онкотерапии являются наноструктуры различной природы, особенно полимерные, на основе сополимера молочной и гликолевой кислот (PLGA), ввиду исключительной биосовместимости и полной биоразлагаемости. Такие наноструктуры могут быть загружены как контейнеры самым широким спектром соединений различной природы, а их поверхность оснащена распознающими элементами для адресной доставки к клеткам-мишеням.
Но любая онкотерапия осложняется тем, что раковые клетки обладают сильной изменчивостью и высокой скоростью мутаций, что позволяет им довольно легко приобретать устойчивость к различным методам воздействия. Это стимулирует фармацевтику к созданию систем, обладающих комплексом различных механизмов цитотоксичности, для достижения максимального эффекта.
Для решения этих сложных задач ученые МФТИ разработали универсальную наноплатформу — таргосомы. Это первые целевые наноносители на основе сополимера молочной и гликолевой кислот для диагностики и химиофототерапии высокоагрессивных HER2-сверхэкспрессирующих опухолей. HER2 — это мембранный белок семейства рецепторов эпидермального фактора роста человека, который часто сверхэкспрессируется при раке молочной железы. Его связывают с высоким метастатическим потенциалом опухоли, большим риском рецидива и низкой выживаемостью пациентов.
Структуры мультимодальных таргосом для онкотераностики / © Journal of Controlled Release
«Мы провели большую исследовательскую и экспериментальную работу. В итоге была продемонстрирована успешная визуализация опухоли и отдаленных метастазов на примере таргосом, загруженных одновременно флуоресцентным красителем для диагностики, фотосенсибилизатором и химиопрепаратом. Они были нацелены на клинически значимый онкомаркер HER2. Эффективность уничтожения опухоли составила более 90 процентов.
Именно комбинированное воздействие разными механизмами цитотоксичности: химиотерапевтическим препаратом, иринотеканом и фотосенсибилизатором при подключении внешнего источника ИК-излучения — позволило достичь такой высокой терапевтической эффективности при лечении опухолей лабораторных грызунов», — рассказала о проекте Виктория Шипунова, заведующий лабораторией биохимических исследований канцерогенеза МФТИ.
Этот метод объединяет несколько функций на одной наноплатформе. Инкапсуляция препарата в наночастицы улучшает его действие и поглощение организмом, одновременно снижая системную токсичность. Кроме того, модификация поверхности наночастиц целевыми молекулами обеспечивает точную адресную доставку лекарств и их улучшенное распределение по организму. Наночастицы на основе полимера PLGA выделяются высокой эффективностью инкапсулирования лекарств. Ряд препаратов на его основе уже одобрен в США для терапевтического и диагностического применения.
Наночастицы продемонстрировали 7-кратное увеличение связывания и почти 18-кратное увеличение цитотоксичности для клеток со сверхэкспрессией HER2 по сравнению с клетками, не обладающими экспрессией HER2. Это усиление цитотоксичности под воздействием излучения инфракрасного спектра возрастало более чем в 20 раз. Исследования in vivo доказали эффективность наночастиц для визуализации участков первичной опухоли и метастазов и продемонстрировали подавление роста опухоли на 93 процента, что делает эти наночастицы отличными кандидатами для перевода в терапевтическое применение.
«Мультимодальные биосовместимые таргосомы являются препаратами медицины будущего, поскольку могут быть настроены на индивидуальные особенности каждого пациента. Это реальная основа для разработки лекарств персонализированной медицины. Уникальное сочетание в одной адресной платформе химиотерапии, диагностических и фототерапевтических свойств позволит достичь высокой эффективности в терапии и диагностике различных видов онкологических заболеваний», — полагает Елена Комедчикова, аспирант лаборатории биохимических исследований канцерогенеза МФТИ, первый автор работы.
Исследования выполнены при финансовой поддержке Минобрнауки России и Российского научного фонда. Основная часть исследования выполнена Еленой Комедчиковой и Ольгой Колесниковой под руководством Максима Никитина, заведующего лабораторией нанобиотехнологий МФТИ, научного руководителя направления «Нанобиомедицина» Университета «Сириус» и заведующей лабораторией канцерогенеза МФТИ Виктории Шипуновой.
Telegram 
Дзен 
VK Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно