Исследователи из Политехнического университета Виргинии использовали ослабленную бактерию сальмонеллы как “курьера” для доставки “полезного груза” к раковым клеткам. Этот способ “автономного транспорта” оказался в 100 раз эффективнее традиционных. Новость об этом размещена на официальном сайте учебного заведения.

Один из способов лечения рака — введение в кровоток лекарственных форм на основе наночастиц, прикрепленных к металлам или вирусам. Однако такой метод доставки медикаментов к опухоли не очень эффективный. Из-за сложной структуры человеческого тела только немногие из этих наночастиц достигают места назначения, а когда достигают, “пройти” через раковую ткань им не просто.  

Трио ученых из Политехнического университета Виргинии разработало совершенно новый способ переноса противораковых средств прямо к опухоли, получивший название “автономная система доставки лекарств при помощи наноразмерных бактерий” (NanoBEADS).

Исследователи научились использовать аттенуированные (ослабленные) бактериальные клетки в качестве “курьеров”, к которым можно прикреплять лекарственные формы в виде наночастиц и более эффективно доставлять их до “адресата”. NanoBEADS показал отличные результаты как на моделях in vitro (в пробирке, на выращенной опухоли), так и in vivo (внутри живого организма, на мышах): благодаря этому способу наночастицы распределялись и удерживались в раковой ткани в 100 раз эффективнее, чем при “традиционном курьерском способе”.

“Вы можете создать отменное противораковое лекарство, но если у вас не получается доставить его к опухоли, оно будет бесполезно”, — говорит Бахарех Бехкам, одна из авторов исследования, доцент кафедры машиностроения Политехнического университета Виргинии.

Бактерия сальмонеллы

Идея борьбы с раком при помощи инфекций появилась в конце XIX века и повлияла на создание иммунотерапии, суть которой сводится к тому, чтобы при помощи специальных медикаментов воздействовать на иммунную систему и активировать ее для атаки раковых клеток.

Еще в Древнем Египте люди заметили, что рак переходит в состояние ремиссии, если пациент заразился острой кишечной инфекцией — сальмонеллезом. Хотя бактерии сальмонеллы и вредны для человека, но более ослабленная их версия может стать хорошим средством для иммунотерапии.  

Более шести лет назад Бехкам пришла в голову идея использовать ослабленную бактерию сальмонеллы в качестве автономного “курьера” для доставки лекарственных форм на основе наночастиц к опухоли.

Носителем был выбран штамм Salmonella enterica serovar Typhimurium VNP20009, потому что он был тщательно изучен и успешно протестирован в первой фазе клинических испытаний.

“Бактерия сальмонеллы хорошо проникает через раковую ткань и не задерживается в других частях организма”, — объясняет Бехкам. — “Мы задались вопросом, если бактерии настолько хорошо перемещаются по этой ткани, смогут ли они пройти еще дальше, к самой опухоли?”

“Вначале нам нужно было создать специальные наночастицы, пока что не из лекарств, а “пустые”, затем научиться прикреплять их к бактериям, оставлять эти микроорганизмы живыми на всем пути, а после посмотреть, как далеко они могут проникнуть в опухоль”, — объясняет Рик Дэвис, соавтор исследования, профессор кафедры химической инженерии Политехнического университета Виргинии. — “Весь наш труд занял шесть долгих лет”.

Сперва специалисты провели эксперимент с доставкой “пустых” наночастиц из молочной и гликолевой кислот посредством бактерий сальмонеллы к опухоли, выращенной в пробирке. Эффективность проникновения и распределения наночастиц в опухоли при помощи системы NanoBEADS оказалась на 80% выше, по сравнению с традиционными методами доставки. Примечательно, что этот “вид транспорта” работает автономно, без необходимости применения какого-либо внешнего воздействия со стороны медиков.

После система NanoBEADS была протестирована на лабораторных мышах с раком молочной железы. Тесты дали великолепные результаты. Бактерии сальмонеллы позволили сохранить частицы в опухоли в 100 раз лучше, чем если бы это делали металлы и вирусы.  

Сейчас исследователи проверяют NanoBEADS на доставку к злокачественным новообразованиям не “пустых” наночастиц, а с противораковыми лекарствами.