Этот специализированный гель может улучшить лечение рака
В настоящее время исследователи разрабатывают новый инструмент в терапии рака: специализированный гель, способный доставлять комбинированные препараты прямо к опухоли.
Одна из ключевых проблем, стоящих перед исследованиями рака, - это как проводить лечение наиболее эффективным способом, а также как напрямую воздействовать на опухоли, минимизировать инвазивность и добиться максимального успеха.
Химиотерапия использует химические агенты для нацеливания и уничтожения раковых клеток - или, по крайней мере, предотвращения их размножения - и это одно из самых распространенных методов лечения рака.
Исследователи признают, что в некоторых случаях химиотерапия могла бы действовать более эффективно, если бы она проводилась вместе с иммунотерапией - типом лечения, направленным на укрепление собственной иммунной системы организма, чтобы оно могло укрепить естественные барьеры человека против рака.
Теперь ученые из Медицинской школы Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и Государственного университета Северной Каролины в Роли экспериментируют с новой инъекционной средой.
Старший автор исследования Чжэнь Гу и его коллеги разработали «биореактивную каркасную систему» - полимерную сеть, похожую на гель, которая при введении доставляет комбинацию химиотерапевтических и иммунотерапевтических препаратов непосредственно к раковым опухолям.
В новом исследовании Гу и его команда протестировали свою инъекционную гелеобразную среду на определенных типах раковых опухолей: меланоме B16F10 и раке груди 4T1. Тем не менее, исследователи уверены, что среда может быть также успешно использована для лечения других типов раковых опухолей.
Исследователи сообщают о результатах своего исследования, проведенного на модели мыши, в журнале. Научная трансляционная медицина.
Инновационная среда для комбинированной терапии
Команда исходила из предпосылки, что в некоторых случаях химиотерапия и иммунотерапия лучше работают вместе, особенно если раковые опухоли сначала подвергаются химиотерапии, а затем иммунотерапии.
Это связано с тем, что, хотя иммунотерапия может быть очень эффективной для усиления реакции иммунной системы, так что она начинает атаковать раковые клетки, иммунная система может также ошибочно нацеливаться на здоровые клетки.
Например, в одном из типов иммунотерапии используются препараты, называемые ингибиторами иммунных контрольных точек, которые «блокируют определенные белки», которые иногда используются раковыми клетками в качестве «щита» против иммунного ответа организма.
Когда эти белки заблокированы, иммунная система может снова вызвать гибель клеток, убивая определенные раковые клетки.
Ингибиторы иммунных контрольных точек дают улучшенные результаты в сочетании с химиотерапией, поэтому Гу и его команда разработали биореактивную основу, позволяющую удерживать комбинацию химиотерапевтических и иммунотерапевтических препаратов и доставлять их прямо к первичным опухолям.
Благодаря своей прямоте этот подход будет более эффективным и может помочь уменьшить воздействие лекарств на здоровые ткани в других частях тела.
Умный терапевтический подход
«Мы создали простой метод, - говорит Гу, - чтобы использовать химиотерапию, используя при этом биологию опухоли и нашу естественную защиту от чужеродных захватчиков, чтобы остановить развитие опухоли с ограниченными побочными эффектами».
После введения в организм среда превращается в гелеобразное вещество, доставляя терапевтические агенты прямо к опухоли-мишени.
«Хитрость в том, что гель может быстро образоваться внутри тела после смешивания биосовместимого полимера и его сшивающего агента», - объясняет со-ведущий автор исследования Цзиньцян Ван.
«Мы убедились, что один из этих агентов может быть расщеплен реактивными формами кислорода или АФК - естественным химическим побочным продуктом клеточного метаболизма», - добавляет он.
Высокие уровни АФК характерны для большинства типов рака, и, как известно, они играют важную роль в росте опухоли и метастазировании.
Следовательно, поскольку в раковых опухолях много АФК, гелеобразная среда, которая предназначена для разрушения при контакте с АФК, распадается, позволяя терапевтическим агентам выполнять свою работу.
Эксперименты дают многообещающие результаты
Прежде чем вводить его в опухоли, команда заполнила биореактивный каркас химиотерапевтическим препаратом гемцитабином и антителом против PD-L1, которое является иммунотерапевтическим агентом, который блокирует белок контрольной точки PD-L1.
Этот белок способен сдерживать иммунный ответ от запуска гибели раковых клеток. При «встрече» с АФК в раковых опухолях гель затем начинает постепенно распадаться, высвобождая сначала химиотерапевтический агент, а затем ингибитор иммунных контрольных точек.
«Цитотоксическая химиотерапия может сначала убить некоторые раковые клетки и повысить чувствительность опухоли к терапии ICB [блокады иммунных контрольных точек], которая затем стимулирует эффективность терапии ICB».
Соавтор исследования Джанпьетро Дотти
«С разложением геля, - добавляет он, - уровень АФК в опухолевом участке может быть снижен, что также помогает подавить рост опухоли».
Пока результаты исследования многообещающие. При введении в место первичной опухоли гель делал микросреду опухоли более уязвимой для терапевтических агентов.
Более того, при введении в место, из которого хирургическим путем была удалена первичная опухоль, гель, содержащий лекарственное средство, также, по-видимому, эффективно предотвращал рецидив рака.
«Что касается потенциала этого подхода, ученые должны продолжить изучение биосовместимости использования гелевого каркаса для получения клинических преимуществ», - объясняет Гу, добавляя: «Тем временем мы оптимизируем дозировки комбинированных препаратов, а также частоту лечения».
