Новый способ доставки лекарств эффективно уменьшает рост метастазов в легких

Здоровые легкие

Учёные из Гарвардского института Висса по биоинженерии совместно со специалистами из школы инженерии и прикладных наук Джона Полсона разработали новую методику доставки иммуностимулирующих наночастиц в лёгкие.

Проблема метастазов в дыхательные пути

Если раковая опухоль дала метастазы, то зачастую, они переходят в лёгкие. Капилляры, через которые происходит газообмен с альвеолами лёгких настолько малы, что злокачественные клетки могут там застрять, обосноваться и дать вторичную опухоль. После этого они, с помощью ряда химических сигналов, подрывают защитные силы организма. Это приводит к наиболее распространённой причине смерти от метастазов, надёжных методов лечения до сих пор не существует.

Помощь иммунитету в нахождении угрозы

Учёные искали способ, как эффективно доставить лекарство в нужное место, и снизить побочные эффекты на остальной организм. Печень и селезёнка эффективно очищают кровь от любых посторонних веществ, поэтому приходится увеличивать дозировку, что приводит к побочным эффектам. Ранее учёные обнаружили, что если прикрепить к эритроцитам наночастицы с нужным веществом, то это позволит этому веществу оставаться в организме долгое время не обнаруженным. Прикреплённые частицы назвали “ImmunoBait”. В качестве необходимого вещества выбрали CXCL10 - хемокин, то есть белок, привлекающий иммунные клетки. Систему из прикреплённых к эритроцитам наночастиц обозначили EASI (erythrocyte-anchored systemic immunotherapy).

“Лёгочные метастазы истощают некоторые виды хемокинов из окружающей их среды, это означает, что исчезает сигнал, который должен привлечь полезные белые кровяные клетки для борьбы с опухолью,” - объяснил свой выбор Анвай Укидве, соавтор исследования, бывший практикант института Висса. Сначала учёные убедились, что наночастицы отделяются от эритроцитов только когда находятся в крошечных лёгочных капиллярах. Чтобы увеличить вероятность попадания этих частиц в лёгкие, к ним прикрепили специальное антитело, которое соединяется с белком ICAM-1, находящемся в лёгочных кровеносных сосудах.

Наночастицы “ImmunoBait” оставались в лёгких подопытных мышей почти 6 часов после инъекции и распределились там, где и было задумано - вокруг метастазов и внутри них. Хемокины также справились со своей ролью - анализы показали увеличение в поражённой области иммунных клеток, выделяющих противовоспалительные вещества (хелперы) и уничтожающие опухоль (киллеры).

Убедившись, что таким способом можно привлекать необходимые клетки в поражённую метастазами часть организма, учёные решили узнать эффективность борьбы с заболеванием в целом. Они разделили мышей на 3 подгруппы, всем удалили опухоль, имитируя хирургическую операцию, затем вводили одной части грызунов CXCL10, другой - наночастицы “ImmunoBait” и третьей - всё вместе, через систему EASI. В первых двух подгруппах результаты были схожими: все подопытные животные умерли от болезни, не прожив и 20 дней. Среди мышей, получавших EASI, четверть выжила и после 40 дней. У всех животных из третьей подгруппы метастазов было меньше, чем в первых двух случаях.

Исследователи доказали, что разработанная ими система способна создавать иммунный ответ организма против метастазов в лёгких. После этого, они решили проверить, будут ли активированные защитные силы организма впредь эффективно отражать рецидивы рака. Анализы крови показали большое количество содержащихся в них клеток, сохраняющихся долгое время после исчезновения угрозы и способных поднять тревогу в случае, если угроза повторится. Подопытным мышам через 2 дня после лечения повторно привили ту же опухоль. У тех животных, на которых исследовали систему EASI, рост злокачественных образований был гораздо ниже, чем у других. Таким образом, было доказано, что местное лечение метастазов в лёгких, вырабатывает системный иммунитет во всём организме.

Дальнейшие исследования EASI

Результаты исследований показывают возможность бороться с метастазами в труднодоступных местах лёгких с помощью иммунной системы организма. Анвай Укидве и его коллеги пытаются усовершенствовать EASI, экспериментируя с разными типами хемокинов. Также исследуются комбинации EASI с другими способами лечения рака. Основатель и директор института Висса, комментируя работу своих специалистов, сказал: “Этот уникальный биотехнологический подход к терапии рака является замечательным примером нестандартного мышления, к которому мы всячески побуждаем и поддерживаем”.

Новость подготовлена по материалам: https://medicalxpress.com/news/2020-11-immune-stimulating-nanoparticles-lungs-red-blood.html

Возможно вас заинтересует
Мышь в руке
Исследователи из США выяснили, почему препараты, которые эффективно лечат рак у лабораторных мышей, не могут справиться с аналогичными злокачественными новообразованиями у человека.  
Глиобластома на снимке
Исследование показало, что темозоломид при глиобластоме более эффективен, если пациенты принимают его утром. Медиана выживаемости увеличивается в среднем на 3,5 месяца.
Медицинские препараты
В США одобрен новый препарат для лечения фолликулярной лимфомы. Как показали клинические исследования, он эффективен в 91% случаев. Полная ремиссия достигается в 60% случаев.  
Пораженная опухолью почка и здоровая почка
Новый препарат для лечения почечно-клеточного рака с метастазами получил одобрение FDA. Тивозаниб будет использован у пациентов, которые не реагируют на другую терапию.  
Капельница
Новое открытие сделает химиотерапию более эффективной. Ученые ожидают, что использование ингибиторов ATR поможет избежать рецидива рака после лечения.