Новый метод лечения рака поджелудочной железы на основе нанотехнологий показал эффективность

Американские исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте разработали новый метод лечения рака поджелудочной железы с использованием наночастиц, которые стимулируют иммунные реакции и улучшают доставку препаратов. Эта инновационная методика привела к значительному уменьшению опухоли у мышей и обладает потенциалом для лечения других видов рака.  В исследовании, опубликованном в журнале Science Translational Medicine, описывается синергетический эффект новой системы доставки лекарств из наночастиц для активации иммунного пути в сочетании с препаратами, воздействующими на опухоль. 

Рак поджелудочной железы, особенно его форма — протоковая аденокарцинома(PDAC)-является одним из наиболее сложных для лечения видов рака с низким пятилетним уровнем выживаемости — всего 13%. Проблема заключается в сложной микросреде опухоли, которая блокирует доставку лекарств и проникновение иммунных клеток.

Одной из основных проблем терапии является микросреда, окружающая опухоль, которая характеризуется плотной тканью, создающей барьер вокруг новообразования, блокирующий иммунную инфильтрацию.
«Доставка лекарственных препаратов представляет собой огромную проблему из-за особенностей микроокружения этих трудноизлечимых опухолей», - говорит Прабхани Атукорале, доцент кафедры биомедицинской инженерии в университете Массачусетса в Амхерсте и один из авторов статьи. Она добавляет, что окружающая среда также блокирует активацию иммунных клеток организма и их проникновение в опухоль.

«К сожалению, рак поджелудочной железы не поддается большинству традиционных методов лечения, таких как химиотерапия или даже иммунотерапия, которые произвели революцию в лечении рака за последние 10 лет», - напоминает Маркус Рускетти, доцент кафедры молекулярной, клеточной биологии и биологии рака в Медицинской школе Умасса Чана.

Предыдущее исследование Рускетти продемонстрировало, что два противораковых препарата (ингибитор MEK траметиниб и ингибитор CDK4/6 палбоциклиб, или T/P) могут стимулировать развитие кровеносных сосудов, обеспечивая большую доставку Т-клеток (а также химиотерапевтических препаратов) в опухоль. Однако рак «обманывает» иммунную систему, заставляя ее думать, что опухоль - это обычное, здоровое скопление клеток. Поскольку Т-клетки не активируются, просто увеличение их количества не избавит от рака.

Здесь исследователи применили «хитрость». Они разработали метод, использующий наночастицы для доставки активаторов STING и TRL4, что позволяет преодолевать барьеры опухоли и активировать иммунный ответ. 

STING благодаря стимуляции генов интерферона распознает вирусные инфекции в организме. «Если мы сможем обмануть иммунную систему, заставив ее думать, что это инфекция вирусного типа, то мы сможем использовать очень мощный противоопухолевый иммунный ответ для проведения иммунотерапии опухолей», - объясняет Атукорале. Результаты экспериментов на мышах показали, что у восьми из девяти мышей наблюдалось улучшение состояния, а у двух опухоли были полностью уничтожены. 

Исследователи также хотели активировать путь TRL4, потому что это усиливает эффект активации STING. Они используют агонисты, которые представляют собой химические вещества, способные вызвать биологический ответ- в данном случае, иммуностимулирующие пути. Но проникновение этих химических веществ, запускающих иммунитет, через микроокружение опухоли по-прежнему остается сложной задачей.

Решение исследователей: поместить агонисты STING и TRL4 в наночастицы на основе липидов нового дизайна. Наночастицы очень эффективны при доставке агонистов в сложное микроокружение опухоли.
Конструкция также позволяет упаковывать оба агониста вместе, что является сложной задачей, поскольку они смешиваются так же плохо, как масло и вода. 

«Это гарантирует, что они вместе переносятся в системе кровообращения, вместе достигают одной и той же клетки-мишени и вместе поглощаются одной и той же клеткой-мишенью», - говорит Атукорале.
Исследователи используют биосовместимые материалы на основе липидов для инкапсуляции лекарств, которые функционально работают вместе, но «не любят» находиться рядом друг с другом, а затем можно использовать инженерные возможности, чтобы направлять препарат в необходимую мишень.

Ученые отмечают, что модульный характер этой конструкции позволяет создавать методы лечения, которые могут быть легко адаптированы для пациентов. «Это своего рода система «подключи и работай», - говорят исследователи. 

Можно адаптировать соотношение агонистов, комбинации лекарств, молекулы-мишени, сохраняя при этом, по сути, ту же платформу. Это, как надеются ученые, сделает метод не только практичным, но и настраиваемым для каждого пациента, поскольку лечения рака должно быть индивидуальным.

Марина КЫН