Как обстояли дела с доставкой препаратов раньше?
Клетки различных тканей и органов выделяют в межклеточное пространство экзосомы – крохотные нанопузырьки (везикулы), диаметр которых составляет от 30 до 100 нанометров. За счет крохотного размера и других особенностей экзосомы можно использовать как "транспортеры" различных полезных веществ.
Ученые используют искусственные экзосомы – экзосомоподобные наночастицы.
Любые лекарственные соединения загружать в экзосомоподобные наночастицы очень сложно. Использовавшиеся ранее методы обычно повреждали структуру наночастиц и приводили к ухудшению их свойств. Эффективность же применения в большинстве исследований доходила лишь до 9%, а подчас и вовсе опускалась до 5%.
Что придумали в Сеченовском университете?
За последние четыре года удалось сформулировать и оптимизировать новые подходы, которые позволяют повысить планку эффективности до 85%. Для этого ученые разработали экзосомоподобные наночастицы из "биологических компонентов человека". Они обладают высокой биосовместимостью, размером около 100 нм и отрицательным зарядом.
"Эта разработка дает возможность создавать новые препараты на основе уже проверенных лекарственных соединений, загружая их в эти новые средства доставки", – говорит завлабораторией генетических технологий в создании лекарственных средств Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний Дмитрий Костюшев. Институт входит в структуру Сеченовского университета.
В чем преимущество платформы?
Ее главный плюс – таргетное накопление в опухоли и метастазах. Новая система обеспечивает адресную доставку препарата в пораженные ткани, снижая воздействие на здоровые органы и уменьшая системную токсичность.
Она способна давать эффект при лечении даже на третьей и четвертой стадиях (на третьей стадии опухоль прорастает в окружающие ткани и регионарные лимфоузлы, но еще нет отдаленных метастаз, на четвертой стадии рак метастазирует: опухолевые клетки распространяются в отдаленные органы).
Как прошли испытания?
Эффективность подхода подтверждена на моделях рака молочной железы и меланомы. В экспериментах на клеточных культурах и животных экзосомоподобные наночастицы с загруженными химиотерапевтическими препаратами показали высокую противоопухолевую активность.
В настоящее время исследователи готовятся к ускоренному переходу в доклинические и клинические исследования.
Разработка ученых хорошо масштабируется и поддается стандартизации, в этом ее большое отличие от природных экзосом, производство которых в промышленных объемах затруднено.
"Это решение преодолевает многолетнюю проблему бионанотехнологий и открывает путь к созданию нового поколения противоопухолевых препаратов с повышенной эффективностью и сниженной токсичностью", – утверждают в Сеченовском университете.
Можно поподробнее об экзосомах?
Экзосомы – это крохотные нанопузырьки (везикулы), диаметр которых составляет от 30 до 100 нм. Их выделяют в межклеточное пространство клетки различных тканей и органов. Экзосомы богаты белками, липидами, нуклеиновыми кислотами и другими биоактивными веществами. За счет крохотного размера и других особенностей экзосомы также можно использовать как "транспортеры" различных полезных веществ. Поэтому их считают очень перспективными для разработки новых методов лечения в медицине и ухода за кожей в косметике. Повышенный интерес к экзосомам вспыхнул после того, как в 2013 году группа американских биохимиков получила Нобелевскую премию за открытие системы везикулярного обмена – ключевой транспортной системы в наших клетках.
Одна из основных задач экзосом – обеспечение "коммуникации" между клетками. Исследования показали, что экзосомы могут в том числе регулировать процессы старения, такие как окислительный стресс, укорочение и повреждение теломер (области на концах хромосомы, защищающие ее от повреждений и "склеивания" с другими хромосомами), защищать основные клетки нервной ткани – нейроны, способствовать регенерации тканей и так далее. Также ученые считают, что экзосомы имеют большой потенциал в регуляции иммунной системы и метаболизма.
Экзосомы сегодня широко применяются в терапии многих заболеваний, в том числе для "адресной" доставки лекарств к нужным органам и тканям. "Транспортные" функции экзосом позволяют использовать их и в диагностике ряда болезней, в том числе злокачественных опухолей.
