Дослідники з Університету штату Орегон створили новий наноматеріал, який призначений для знищення ракових клітин зсередини. Матеріал активує дві окремі хімічні реакції всередині клітин пухлини, викликаючи у неї окиснювальний стрес, при цьому не пошкоджуючи здорові тканини, що її оточують.
Робота, виконана під керівництвом Олега Таратули, Олени Таратули та Чао Ван із Фармацевтичного коледжу Університету штату Орегон, була опублікована в журналі Advanced Functional Materials.
Розвиток хемодинамічної терапії
Це відкриття зміцнює дедалі більшу область хемодинамічної терапії (ХДТ). Ця нова стратегія лікування раку використовує унікальні хімічні умови, що існують усередині пухлин. У порівнянні з нормальними тканинами, ракові клітини, як правило, більш кислі й містять вищі рівні перекису водню.
Традиційна ХДТ використовує ці умови в пухлині для запуску утворення гідроксильних радикалів - високореактивних молекул, що складаються з кисню та водню, що містять неспарений електрон. Ці активні форми кисню ушкоджують клітини за допомогою окиснення, забираючи електрони у важливих компонентів, таких як ліпіди, білки та ДНК.
Більш сучасні підходи до ХДТ також дозволили генерувати синглетний кисень усередині пухлин. Синглетний кисень — це ще один реактивний вид кисню, названий так через його одноелектронний спіновий стан, а не триспінові стани, що спостерігаються в більш стабільних молекулах кисню, присутніх у повітрі.
Подолання обмежень наявних агентів ХДТ
"Проте наявні агенти ХДТ мають обмеження", – сказав Олег Таратула. "Вони ефективно генерують або радикальні гідроксили, або синглетний кисень, але не обидва одночасно, і часто не вистачає достатньої каталітичної активності для підтримки інтенсивного утворення реактивних видів кисню. Отже, доклінічні дослідження часто показують лише часткову регресію пухлини, а не стійкий терапевтичний ефект".
Для розв'язання цих проблем команда розробила новий ХДТ наноагент, створений на основі металоорганічного каркаса (МОК) на основі заліза. Ця структура здатна виробляти як гідроксильні радикали, так і синглетний кисень, що підвищує її протираковий потенціал. МОК продемонстрував високу токсичність щодо кількох ліній ракових клітин, завдаючи при цьому мінімальної шкоди не раковим клітинам.
Повна регресія пухлин у мишей
"Коли ми системно вводили наш наноагент мишам із клітинами раку молочної залози людини, він ефективно накопичувався в пухлинах, активно генерував активні форми кисню і повністю знищував рак без побічних ефектів", - сказала Олена Таратула. "Ми спостерігали повну регресію пухлини та довгострокове запобігання рецидиву, і все це без будь-якої системної токсичності".
У цих доклінічних експериментах пухлини повністю зникли й не повернулися, а у тварин не спостерігалося жодних ознак шкідливих побічних ефектів.
Наступні кроки до ширшого лікування раку
Перш ніж перейти до клінічних випробувань на людях, дослідники планують протестувати лікування на додаткових типах раку, включаючи агресивний рак підшлункової залози, щоб визначити, чи цей підхід може бути ефективним на широкому спектрі пухлин.
Джерела: Університет штату Орегон
