В Университете Лидса будет разработан новый способ доставки противораковых препаратов с использованием пузырьков газа и звуковых волн. Проект позволит доставлять высокотоксичные препараты в малых дозах непосредственно к опухолям, где их токсичность может быть безопасно использована. В случае успеха методику можно легко адаптировать для других заболеваний.
Проект объединяет инженеров, физиков, химиков и онкологов со всего университета для работы над новой техникой. В исследовании будут использоваться существующие химиотерапевтические препараты, чтобы получить первоначальное подтверждение концепции, прежде чем адаптировать механизм доставки для использования с новыми терапевтическими препаратами, разрабатываемыми в университете для лечения колоректального рака.
Крошечные наполненные газом пузырьки размером всего 1000 миллиметров в поперечнике уже используются в медицине для обеспечения более четкого изображения на ультразвуковых сканерах, потому что, когда они вводятся в кровоток, они отражают более сильный сигнал, чем окружающие ткани. Однако определенные ультразвуковые сигналы лопнут пузыри, и именно это явление исследователи планируют использовать в качестве хитроумного лечения рака.
Исследователи прикрепят лекарство к микропузырькам вместе с антителами, которые притягиваются к опухоли, чтобы пузыри собирались в месте опухоли. Затем ультразвуковое исследование будет применено к участку с правильной частотой, и когда пузырьки лопнут, будет выпущена управляемая, но эффективная доза препарата. Дополнительным преимуществом является то, что ультразвук также может временно разрушать клеточные мембраны, помогая доставить лекарство в клетки, где оно может быть наиболее эффективным.
Ведущий исследователь профессор Стивен Эванс говорит: "Ряд исследовательских групп изучают возможные варианты использования микропузырьков, но, обладая обширным опытом, доступным в Лидсе, мы находимся в хорошей позиции, чтобы совершить прорыв. Чтобы методика стала жизнеспособным клиническим и коммерческим вариантом, нам необходимо не только найти надежный способ прикрепления лекарств и антител, но и иметь возможность производить пузырьки в достаточном количестве, нужного размера и с одинаковыми свойствами."
Над ультразвуковой стороной проекта работает доктор Стивен Фриар с инженерного факультета университета. Он смотрит, как специально закодированные ультразвуковые волны взаимодействуют с микропузырьками, созданными командой профессора Эванса. Цель состоит в том, чтобы контролировать доставку терапевтических препаратов к определенным локализованным участкам и стимулировать их поглощение клетками.
"Ультразвуковая волна заставляет пузыри резонировать, вибрировать и, наконец, лопнуть. Изменяя способ кодирования сигнала электрического возбуждения, мы можем отобразить и проверить, сколько пузырьков находится на участке, чтобы гарантировать, что мы вводим правильную дозу лекарства, прежде чем мы их лопнем." объясняет доктор Фриар. "Это означает, что мы можем использовать ультразвук не только для обнаружения и визуализации микропузырьков, но и для критического их разрыва, контролируя доставку лекарственного вещества."
Пузырьки состоят из липидов, наполненных тяжелым фторуглеродным газом, который имеет то преимущество, что он не растворяется легко в кровотоке, тем самым обеспечивая целостность пузырьков до тех пор, пока они не достигнут нужного места. Одна из целей проекта, финансируемого Исследовательским советом по инженерным и физическим наукам, заключается в разработке машины, которая может производить пузырьки в промышленных масштабах для использования в клинической практике.
"Современные методы производства в основном взбалтывают жидкость для создания пузырьков, но большинство из них имеют неправильный размер и поэтому имеют небольшую терапевтическую ценность," объясняет профессор Эванс. "Этот метод подходит для пузырьков, используемых при визуализации, где компоненты дешевы, но как только вы начнете использовать дорогие лекарства и антитела, он больше не будет жизнеспособным. У нас есть несколько прототипов машин, над которыми мы работаем, и мы надеемся, что благодаря проекту они приблизятся к коммерциализации."
Исследователи из Института молекулярной медицины Лидса, специализирующиеся в области колоректального рака, разработают и проверит эффективность лечения на клеточных культурах и на моделях мышей. В случае успеха команда будет искать дополнительное финансирование, чтобы продолжить клинические испытания.
К исследованиям профессора Эванса и доктора Фриара присоединятся д-р Нил Томсон из физики и профессор сэр Алекс Маркхэм, д-р Пэм Джонс, д-р Луиза Колетта, д-р Тони Эванс из медицины и профессор Бушби из химии. В проекте также участвуют специализированные компании Epigem, Precision Acoustics и Weidlinger Associates, а также благотворительная организация Leeds и West Riding Medical Research.