Разработаны наночастицы, способствующие регрессу локализованного рака

Ученые из Университета из штата Пенсильвания (США) разработали наночастицы серебра для лечения локализованного (когда опухоль не выходит за пределы пораженного органа) рака. Исследование опубликовано в журнале Biomaterials.

Наночастицы miR-148b имеют уникальный химический состав, что позволяет микроРНК (малые некодирующие молекулы РНК длиной 18-25 нуклеотидов) прикрепляться к ним. В итоге miR-148b удается запретить матричной РНК в раковой клетке создавать белки, необходимые для выживания опухоли.

«Несмотря на доказательства того, что микроРНК необходимы для модуляции онкогенеза, основной проблемой в лечении рака является достижение специфичности к опухолям и эффективная, но безопасная доставка микроРНК in vivo. Мы разработали светоиндуцируемую систему доставки нуклеиновых кислот наночастиц серебра, которая демонстрирует точный пространственно-временной контроль, высокое клеточное поглощение, низкую цитотоксичность, выход из эндосом (мембранная внутриклеточная органелла, один из типов везикул, образующаяся при слиянии и созревании эндоцитозных пузырьков. — Прим. ред.) и высвобождение функциональной микроРНК в жидкое содержимое клетки. Используя этот подход, мы доставили miR-148b для индукции апоптоза в Ras-экспрессирующих кератиноцитах и ​​клетках плоскоклеточной карциномы у мышей, избегая при этом цитотоксичности в нетрансформированных кератиноцитах», — пишут авторы работы. 

Как только наночастицы сконцентрировались в опухолях у мышей, исследователи при помощи светового излучения с длиной волны в 415 нм отделили микроРНК от наночастиц. Затем микроРНК соединилась с матричной РНК в раковой клетке, в результате чего мРНК перестала вырабатывать белки, и в итоге раковая клетка погибла. Примерно у 20 больных грызунов, которым вводили связанную с микроРНК наночастицу и после этого подвергали воздействию света, рак регрессировал за 24-48 часов и опухоль не восстанавливалась впоследствии.

«Этот метод доставки дает вам временную и пространственную специфичность, — говорит Адам Глик, профессор молекулярной токсикологии и канцерогенеза. — Вместо системной доставки микроРНК и связанных с ней побочных эффектов вы можете доставлять ее в определенный участок ткани в конкретное время, подвергая ее LED-облучению». Ученые объяснили, что микроРНК могут по-разному воздействовать на разные типы тканей, поэтому есть риск в результате получить нежелательные побочные эффекты, но доставка микроРНК именно в опухоль и активация ее в этом месте снижает вероятность побочных эффектов и позволяет повысить эффективность лечения.

«Отличительная особенность нашего метода в том, что микроРНК может регулировать широкий набор генов и особенно эффективна для лечения гетерогенных заболеваний, таких как рак», — добавил Иминг Лю, также участвовавший в исследовании. Поскольку такая схема лечения воздействует на несколько участков в клетке (микроРНК может связываться с различными мРНК в ней), в перспективе можно будет ослабить способность раковой клетки становиться резистентной к лечению.

Недавно светящийся краситель предложили задействовать в удалении рака, а анализ слюны помог выявить бессимптомный рак гортани.