Изследователи от Центъра за борба с рака "Силвестър" към Медицинския факултет на Университета в Маями са създали наночастица, способна да преодолява кръвно-мозъчната бариера. Целта им е да премахнат първичните тумори на рака на гърдата и мозъчните метастази с едно лечение. Лабораторните изследвания показват, че този метод е ефективен за намаляване на размера както на туморите на гърдата, така и на мозъчните тумори.

Мозъчните метастази, както се наричат тези вторични тумори, най-често възникват от солидни тумори като рак на гърдата, белия дроб и дебелото черво и често са свързани с лоша прогноза. Когато ракът проникне в мозъка, лечението може да бъде трудно, отчасти поради кръвно-мозъчната бариера - почти непроницаема мембрана, която отделя мозъка от останалата част на тялото.

Според Шанта Дхар, доцент по биохимия и молекулярна биология и помощник-директор по технологиите и иновациите в "Силвестър", която ръководи проучването, наночастицата на екипа на "Силвестър" може един ден да се използва за лечение на метастази с допълнителното предимство, че едновременно с това се лекува и първичният тумор. Тя е старши автор на статията, публикувана в списание Proceedings of the National Academy of Sciences.

Като натоварват частицата с два пролекарствени препарата, насочени към митохондриите, центъра за производство на енергия в клетката, изследователите показват, че техният метод може да свие тумори на гърдата и мозъка в предклинични проучвания.

"Винаги казвам, че наномедицината е бъдещето, но, разбира се, ние вече сме били в това бъдеще", казва Дхар, като се позовава на наличните в търговската мрежа ваксини COVID-19, които използват наночастици в състава си. "Наномедицината определено е бъдещето и за терапията на рака."

Новият метод използва наночастица, изработена от биоразградим полимер, разработен преди това от екипа на Дхар, в съчетание с две лекарства, също разработени в нейната лаборатория, които са насочени към енергийните източници на рака. Тъй като раковите клетки често имат различна форма на метаболизъм от здравите клетки, задушаването на техния метаболизъм може да бъде ефективен начин за унищожаване на тумори, без да се увреждат други тъкани.

Едното от тези лекарства е модифицирана версия на класическо лекарство за химиотерапия - цисплатин, което убива раковите клетки, като уврежда ДНК в бързо растящите клетки и ефективно спира растежа им. Но туморните клетки могат да възстановяват своята ДНК, което понякога води до резистентност към цисплатина. Екипът на Дхар модифицира лекарството, за да премести целта му от ядрената ДНК - ДНК, която изгражда нашите хромозоми и геном, към митохондриалната ДНК. Митохондриите са енергийните източници на клетките и съдържат свои собствени, много по-малки геноми - и което е важно за целите на терапията на рака, те не разполагат със същите механизми за поправка на ДНК, каквито имат нашите по-големи геноми.

Тъй като раковите клетки могат да превключват между различни източници на енергия, за да поддържат своя растеж и пролиферация, изследователите комбинират своя модифициран цисплатин, който наричат Platin-M и атакува процеса на генериране на енергия, известен като окислително фосфорилиране, с друго разработено от тях лекарство - Mito-DCA, което е специфично насочено към митохондриален протеин, известен като киназа, и инхибира гликолизата - друг вид генериране на енергия.

Дхар заяви, че разработването на наночастица, която да има достъп до мозъка, е дълъг път. Тя работи върху наночастици през цялата си самостоятелна кариера, а в предишен проект, в който се изследват различни форми на полимери, изследователите забелязват, че малка част от някои от тези наночастици достигат до мозъка при предклинични изследвания. Като усъвършенства допълнително тези полимери, екипът на Дхар разработва наночастица, която може да премине както през кръвно-мозъчната бариера, така и през външната мембрана на митохондриите.

След това екипът тества специализираните наночастици, натоварени с лекарства, в предклинични проучвания и установява, че те действат за свиване както на туморите на гърдата, така и на клетките на рака на гърдата, които са били засети в мозъка, за да образуват тумори там. Комбинацията от наночастици и лекарства също така се оказва нетоксична и значително удължава преживяемостта при лабораторни изследвания.

По-нататък екипът иска да изпробва метода си в лабораторни условия, за да възпроизведе по-точно човешките мозъчни метастази, може би дори като използва ракови клетки, получени от пациенти. Те искат също така да изпробват лекарството в лабораторни модели на глиобластом - особено агресивен рак на мозъка.

Снимка: Unsplash

Виж още: Apple работи по свой езиков модел за локално ползване директно в телефона ви