Международная исследовательская группа во главе с доктором. Тали Илович из отдела биомедицинской инженерии Тель-Авивского университета разработала неинвазивную технологическую платформу для доставки генов в клетки рака груди. Метод сочетает в себе ультразвук и микропузырьки, нацеленные на опухоль. После активации ультразвука микропузырьки взрываются, как умные и нацеленные боеголовки, создавая дыры в мембранах раковых клеток, обеспечивая доставку генов. Исследование, проводившееся более двух лет, было опубликовано 9 июня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Доктор. Илович разработала эту революционную технологию во время своего постдокторского исследования в лаборатории проф. Кэтрин Феррара из Стэнфордского университета. В методике используется низкочастотный ультразвук (250 кГц) для взрыва микроскопических пузырьков, нацеленных на опухоль. In vivo деструкция клеток достигла 80% опухолевых клеток.
"Микропузырьки – это микроскопические пузырьки, наполненные газом, диаметром всего одну десятую кровеносного сосуда," Доктор. Илович объясняет. "При определенных частотах и давлениях звуковые волны заставляют микропузырьки действовать как воздушные шары: они периодически расширяются и сжимаются. Этот процесс увеличивает перенос веществ из кровеносных сосудов в окружающие ткани. Мы обнаружили, что при использовании более низких частот, чем те, которые применялись ранее, микропузырьки могут значительно расширяться, пока они не взорвутся. Мы поняли, что это открытие может быть использовано в качестве платформы для лечения рака, и начали вводить микропузырьки непосредственно в опухоли."
Доктор. Илович и остальные члены команды использовали микропузырьки, нацеленные на опухоль, которые были прикреплены к мембранам опухолевых клеток в момент взрыва, и вводили их непосредственно в опухоли на модели мыши. "При взрыве было уничтожено около 80% опухолевых клеток, что само по себе положительно," говорит доктор. Илович. "Целевое лечение, которое является безопасным и экономичным, позволило уничтожить большую часть опухоли. Однако этого недостаточно. Чтобы предотвратить распространение оставшихся раковых клеток, нам нужно было уничтожить все опухолевые клетки. Вот почему мы ввели ген иммунотерапии вместе с микропузырьками, который действует как троянский конь, и дал сигнал иммунной системе атаковать раковые клетки."
Сам по себе ген не может проникнуть в раковые клетки. Однако этот ген, направленный на усиление иммунной системы, вводили вместе с микропузырьками. Мембранные поры образовались в оставшихся 20% раковых клеток, переживших первоначальный взрыв, что позволило гену проникнуть в клетки. Это вызвало иммунный ответ, уничтоживший раковые клетки.
"Большинство раковых клеток было уничтожено взрывом, а оставшиеся клетки поглотили ген иммунотерапии через отверстия, созданные в их мембранах," Доктор. Илович объясняет. "Ген заставлял клетки производить вещество, которое заставляло иммунную систему атаковать раковые клетки. На самом деле, у наших мышей были опухоли с обеих сторон тела. Несмотря на то, что мы проводили лечение только с одной стороны, иммунная система атаковала и дальнюю сторону."
Доктор. Илович говорит, что в будущем она намерена попытаться использовать эту технологию в качестве неинвазивного лечения заболеваний головного мозга, таких как опухоли головного мозга и других нейродегенеративных состояний, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона. "Гематоэнцефалический барьер не позволяет лекарствам проникать через него, но микропузырьки могут временно открыть барьер, что позволяет доставить лекарство к целевой области без необходимости инвазивного хирургического вмешательства."