Как наночастицы могут способствовать распространению рака
Новое исследование показывает, что некоторые наноматериалы, которые ученые используют для борьбы с раком, могут иметь противоположный эффект: способствовать распространению опухолей. Результаты показывают, почему это может происходить, и предлагают способ превратить этот риск в терапевтическое преимущество.
Нанотехнологии недавно стали инновационным средством лечения рака.
Например, некоторые исследователи изобрели наночастицы золота, которые могут «искать» раковые клетки и измельчать их изнутри.
Другие, однако, использовали нанокапсулы для чрезвычайно точной доставки концентрированных лекарств, избегая побочных эффектов, которые может вызвать обычная химиотерапия.
Но из чего сделаны эти «наноносители» и могут ли материалы, которые ученые используют в наномедицине, помочь, а не препятствовать распространению рака?
Ученые чаще всего используют золото, диоксид титана, серебро и диоксид кремния в терапевтических целях.
Однако новое исследование, результаты которого теперь публикуются в журнале Природа Нанотехнологии - предполагает, что эти наноматериалы могут способствовать распространению раковых клеток за счет увеличения промежутка между клетками кровеносных сосудов и облегчения миграции раковых клеток в новые места.
Исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) возле Клементи пришли к такому выводу после изучения нескольких моделей рака груди у грызунов.
Фэй Пэн из отдела химической и биомолекулярной инженерии инженерного факультета NUS является первым автором статьи.
Пэн и его коллеги назвали это явление «проницаемостью эндотелия, вызванной наноматериалами» (NanoEL). В своей статье они также предлагают новые способы, с помощью которых разработчики лекарств могут использовать это открытие для разработки более эффективных методов лечения рака и других состояний.
Наночастицы могут ускорить прогрессирование рака
Пэн и его команда обнаружили, что NanoEL ускоряет перемещение раковых клеток от исходного участка опухоли к новым участкам и помогает раковым клеткам, которые уже находятся в движении, уклоняться от кровообращения.
Дэвид Леонг, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии инженерного факультета NUS, является одним из руководителей исследования.
Он объясняет значение этих результатов, говоря: «Для больного раком прямые последствия наших выводов заключаются в том, что длительное ранее существовавшее воздействие наночастиц - например, через повседневные продукты или загрязнители окружающей среды - может ускорить прогрессирование рака, даже если наномедицина не применяется ».
Наночастицы часто могут присутствовать в обработанных пищевых продуктах и косметических продуктах, таких как кремы и лосьоны.
«Взаимодействие между этими крошечными наноматериалами, - продолжает Леонг, - и биологическими системами в организме, необходимо учитывать при разработке и разработке наномедицины против рака».
«Очень важно, - добавляет он, - гарантировать, что наноматериал, доставляющий противораковое лекарство, не ускоряет также непреднамеренно прогрессирование опухоли».
«По мере развития новых достижений в наномедицине нам необходимо одновременно понять, что заставляет эти наноматериалы вызывать неожиданные результаты».
Дэвид Леонг
От врага к другу
Авторы исследования также объясняют, что мы могли бы использовать тот же механизм, который может представлять уязвимость в лечении рака и стимулировать распространение опухоли для достижения прямо противоположного эффекта.
По их словам, увеличение протечки кровеносных сосудов также может облегчить доступ химиотерапевтических препаратов или стволовых клеток к поврежденным тканям.
«В настоящее время мы изучаем возможность использования эффекта NanoEL, - говорит Леонг, - чтобы разрушить незрелые опухоли, когда протекающих кровеносных сосудов мало или нет, для доставки противораковых препаратов к опухолям».
«Мы должны очень осторожно пройти эту тонкую грань и оптимизировать продолжительность воздействия наночастиц на опухоли», - добавляет он. «Это может позволить ученым определить источник заболевания до того, как раковые клетки распространятся и превратятся в очень трудно поддающуюся лечению проблему».
Помимо рака, можно также применить полученные результаты к другим состояниям, которые включают поврежденные органы и ткани.
Соруководитель исследования Хан Киат Хо из отдела фармации на факультете естественных наук NUS объясняет дальше.
По его словам, NanoEL «также может быть использован в других условиях, где отказ герметичности является ключевой особенностью. Например, травмы органов, такие как фиброз печени, могут вызвать чрезмерное рубцевание, - говорит он, - что приведет к потере герметичности, что снижает поступление питательных веществ через кровеносные сосуды.
