Биомедицинские инженеры из Университета штата Огайо (OSU), финансируемые NIBIB, продемонстрировали новый метод доставки противоракового препарата в исследовании, которое проверило эффект на моделях животных. При составлении в мембранном мешочке, называемом экзосомой, и в сочетании с фолатом B-витамина противораковое лекарство может проникать в клетку, не закрываясь внутри клетки другим мешком, называемым эндосомой. Захват эндосом был сложной задачей при доставке лекарств.
Подход, разработанный при поддержке Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии (NIBIB) и Национального института рака (NCI), оба в NIH, работает по принципу, согласно которому рецепторы фолиевой кислоты в изобилии экспрессируются на раковых клетках, но в большей степени. более умеренная степень на здоровых клетках. В своем отчете в онлайн-журнале контролируемого высвобождения от 22 августа 2019 года авторы предполагают, что их подход, испытанный на мышах, возобновит интерес к фолиевой кислоте как к широкой мишени для лечения рака человека.
"Таргетинг на фолиевую кислоту – труднодостижимый подход к лечению рака," сказал Дэвид Рампулла, доктор философии.D., директор отдела науки и технологий НИБИБ. "Эта команда продемонстрировала эффективную систему доставки лекарств и показала, как наночастицы в сочетании с фолатом могут эффективно воздействовать на раковые клетки. Это своего рода прогресс, который может стать основой для столь необходимых методов лечения рака."
Фолиевая кислота – это витамин B, необходимый для синтеза и деления клеток. Из-за повышенной экспрессии рецепторов фолиевой кислоты в раковых клетках, фолиевая кислота широко предлагалась для таргетной терапии рака в течение 25 лет, будучи тщательно протестированной в исследованиях с раком груди, легких, яичников, колоректального рака, а также рака головы и шеи. Типичные подходы сочетают фолат с противораковым препаратом, таким как наночастица мешающей РНК, которая может нарушить генетический механизм в раковых клетках.
В идеале фолат распознается рецепторами на клеточной мембране, что позволяет противораковой наночастице получить доступ к клетке. Однако исследователи столкнулись с проблемой, заключающейся в том, что терапевтические препараты, доставляемые через путь рецептора фолиевой кислоты, застревают в эндосомном мешочке. Таким образом, в прошлом использование фолиевой кислоты для доставки конкретных лекарств не было успешным.
Команда OSU, возглавляемая старшим автором Пэйсюань Го, Ph.D., Sylvan G. Фрэнк Эндауед, председатель отдела доставки фармацевтических препаратов, применил альтернативный подход к доставке мешающей РНК в клетку. Они помещают наночастицы мешающей РНК в экзосому с фолиевой кислотой на ее поверхности. При контакте с мембраной раковой клетки экзосома специфически связывается с мембраной раковой клетки и сливается с ней, высвобождая свое терапевтическое содержимое в водянистый компонент цитоплазмы (цитозоль).
Исследовательская группа ранее продемонстрировала, что этот подход может быть эффективным в борьбе с раком груди, колоректального рака и рака простаты у мышей. Это исследование было опубликовано дек. 11, 2017, в Nature Nanotechnology.
В своем нынешнем исследовании исследователи сделали следующий шаг, проведя тесты для дальнейшего выяснения метода лечения. Чтобы показать, что рецепторы фолиевой кислоты усиливают доставку наночастиц мешающей РНК, когда они доставляются в качестве компонента экзосомы, они объединили фолат с мешающей РНК, называемой миРНК сурвивина, которая разрушает белок в раковых клетках, который может ингибировать гибель клеток. Рак возникает, когда клетки не умирают и бесконтрольно размножаются. Они использовали оптическую флуоресцентную технологию визуализации, чтобы зафиксировать эффект доставки лечения через экзосомы по сравнению с доставкой siRNA сурвивина без экзосомы. Визуализация показала, что доставка экзосом позволяет распределять лечение по клетке.
Чтобы определить, могут ли рецепторы фолиевой кислоты на раковых клетках быть целенаправленными, команда применила лечение рака шейки матки у мышей. У мышей, получавших миРНК фолиевой кислоты и сурвивина, связанные с экзосомой, наблюдалось снижение роста опухоли, что подтверждает эффективность нового подхода к лечению рака."Лечебный эффект на удивление высок," Го сказал. "Это открытие станет революцией в обновлении устаревшей концепции использования фолиевой кислоты в качестве специфического целевого агента в терапии рака."