Новая многоцелевая платформа для доставки противораковых лекарств – модульные нанотранспортёры
С научным сообщением, посвящённом рассказу о данной разработке отечественных учёных, на вчерашнем заседании Президиума Российской Академии наук выступили сотрудники Института биологии гена РАН доктор биологических наук Соболев Александр Сергеевич Соболев и академик Георгий Павлович Георгиев.
Докладчики отметили, что серьёзным вызовом для тех, кто создает специфические и эффективные средства лечения, служит парадоксальная ситуация: необходимость использовать поверхностные молекулярные маркеры, чтобы обеспечить клеточную специфичность лекарства, тогда как достижение максимальной эффективности требует доставки лекарства внутрь клетки, в ее определенную часть, для противораковых средств обычно – в ядро.
Учёными Института биологии гена РАН разработаны модульные нанотранспортёры (МНТ), объединяющие эти два внешне противоречивых свойства в одной химерной молекуле. В их состав входят: 1) лигандный модуль, «узнающий» клетки-мишени и способствующий поглощению МНТ этими клетками, 2) модуль, способствующий выходу МНТ из мембранных пузырьков, где оказывается МНТ после поглощения клетками, в цитоплазму, 3) модуль с аминокислотной последовательностью ядерной локализации для доставки МНТ в ядро клетки-мишени и 4) модуль-носитель противоракового лекарства. Все эти модули, взятые из разных природных молекул, сохраняют свои функции в составе МНТ – химерного искусственного белка размером около 10 нанометров. Фотосенсибилизаторы (ФС) – лекарства для фотодинамической терапии (ФДТ) рака, – доставляемые МНТ в раковые клетки in vitro (лат. «в стекле» — технология выполнения экспериментов, когда опыты проводятся «в пробирке» — вне живого организма), оказываются в 1000-3000 раз более эффективными по сравнению со свободными фотосенсибилизаторами; кроме того, фотосенсибилизаторы в комплексе с модульными нанотранспортёрами приобретают клеточную специфичность, которой нет у свободных ФС. Сходные результаты были получены и при использовании других противоопухолевых препаратов – эмиттеров электронов Оже и альфа-частиц .
Модульные нанотранспортёры – после внутривенного введения мышам-опухоленосителям – накапливаются преимущественно в опухолевых клетках, а в них – преимущественно в ядрах. МНТ мало токсичны и почти не иммуногенны для мышей. Доставка ФС с помощью МНТ значительно повышает эффективность их действия in vivo (лат. — буквально «в (на) живом»), то есть «внутри живого организма» или «внутри клетки». В науке in vivo обозначает проведение экспериментов на (или внутри) живой ткани при живом организме). Фотодинамическая терапия эпидермоидной карциномы человека, привитой иммунодефицитным мышам, с применением МНТ для доставки ФС, вызывает значительную задержку роста опухоли и обеспечивает выживаемость 75% мышей с опухолями (свободный ФС – лишь 20%). Сходные результаты были получены для двух типов меланом на двух других линиях мышей.
По мнению докладчиков, высокая эффективность терапии с применением различных МНТ in vivo позволяет ставить вопрос о возможности применения подобного рода транспортёров для лечения злокачественных новообразований в клинике. В настоящее время завершаются доклинические испытания МНТ.
Авторы научного сообщения отметили, что противораковые лекарства, доставляемые МНТ in vitro и in vivo, приобретают клеточную специфичность и значительно большую эффективность. МНТ получаются биосинтетически с высоким выходом, модули их легко заменяемы, что даёт возможность приспособления МНТ для доставки лекарств в различные типы опухолей.