Исследователи из Сеченовского Университета с коллегами из Института биоорганической химии РАН, Института цитологии РАН и НИЯУ «МИФИ» разработали метод доставки противоопухолевых препаратов через кровоток. Лекарства  переносят саморазрушающиеся наночастицы. Открытие помогло уменьшить меланому легких у мышей в 11 раз. Результат исследования опубликован в авторитетном химическом журнале Nature Communications.

Перед учеными стояла задача создать наночастицы-контейнеры, которые доставят препарат в опухоль, не затрагивая здоровые ткани. Еще одно важное беспрецедентное требование: наночастицы должны были быстро деградировать в организме, в идеале — в течение нескольких минут. 

 «Только возникнув, наномедицина стала трендом инновационной фармации. Возможность инкапсулировать сильно токсичные препараты химиотерапии в наноразмерные частицы давала надежду онкобольным. Однако за последние десятилетия кардинальной революции в наномедицине так и не произошло. Ученые находили все новые и новые защитные механизмы раковой опухоли, которые снижали эффективность терапии. Один из таких барьеров — плотный межклеточный матрикс в опухоли, по сути, сетка из полимера, через которую наночастицы не могли проникнуть. В результате даже после нацеленной доставки наночастицы оказывались лишь на границе раковой ткани и лечили только небольшую часть опухоли. Мы предложили накапливать наночастицы, загруженные лекарством, в кровеносных сосудах опухоли или метастазированного органа и быстро высвобождать препарат прямо в капилляры. В результате лекарство быстро пропитывало опухоль, проникая внутрь раковых клеток», — рассказал соавтор статьи, заместитель директора Института молекулярной тераностики доктор физико-математических наук Андрей Звягин.

 После долгих поисков ученые остановились на новом классе наноматериалов, металлоорганических каркасных структурах MIL-101 — они отлично подошли из-за своей экстремально высокой пористости. Концепцию быстрого высвобождения лекарств назвали FlaRE (Flash Release in Endothelium).

 «Метод был опробован на мышах с меланомой легких. Наночастицы с доксорубицином, который является классическим препаратом для  химиотерапии, вводились животным через кровоток. Чтобы процесс было легче отследить, их окрасили флуоресцентным красителем», — уточнил Андрей Звягин.

 Наблюдая за ходом эксперимента, ученые убедились, что уже через 3 минуты частицы оказались в легких и начали высвобождать лекарство, а через 10 минут полностью разрушились. Буквально сразу лекарственный препарат начал впитываться микрокапиллярами и проникать вглубь ткани.

 Эксперимент показал, что этот способ лечения намного эффективнее, чем обычное введение лекарства — причем как на ранней стадии развития меланомы, так и на поздней. Если при традиционном введении доксорубицина размер ракового узла на 15 день уменьшился в 1,6 раза, то при доставке препарата наночастицами опухоль сократилась 11-кратно. Все это способствовало значительному увеличению продолжительности жизни мышей.

 Ученые уверены, что за счет усиленного проникновения лекарств в легочную ткань новый метод FlaRE будет полезен не только для онкотерапии, но и для лечения других заболеваний легких, например инфекций и фиброза, в том числе у постковидных пациентов.

 Важно отметить, что над проектом работал коллектив российских ученых. Это свидетельствует о  способности отечественной науки проводить исследования глобального уровня, признаваемые мировым сообществом.

 Это не первое исследование Сеченовского Университета в данном направлении, когда лекарство доставляется адресно, прямо в пораженные раком клетки. Ранее ученые Первого МГМУ вместе с коллегами из НИЯУ «МИФИ» и Реймского университета (Франция) разработали светящиеся полимерные капсулы. Прорывной метод можно применять одновременно и для диагностики, и для терапии онкоопухолей. Это позволит ученым перейти к следующему этапу исследования и создать принципиально новые методы выявления и лечения онкозаболеваний.

 Одна из стратегических целей Сеченовского Университета в рамках программы развития и участия в федеральной программе «Приоритет 2030» национального проекта «Наука и университеты» — обеспечить глобальную конкурентоспособность российских фундаментальных и прикладных исследований и разработок в области биомедицины. В партнерстве с коллегами из высокотехнологичных вузов и научных институтов Первый МГМУ уверенно решает поставленные задачи.