Международная группа ученых разработала метод
борьбы с опухолями при помощи гидрогеля из бактериофагов и золотых наночастиц.
Отчет о работе опубликован в Proceedings of the
National Academy of Sciences.
Исследователи из Японии, Германии и США решили
использовать бактериофаги в разработке наноплатформы для прицельного выявления
и терапии злокачественных новообразований. Преимущества этих вирусов как
функциональных наночастиц заключаются в том, что они просто и недорого
производятся, устойчивы к внешним воздействиям, не патогенны для эукариот и
способны целенаправленно соединяться с определенным типом клеток. Кроме того, в
них можно встроить другие наночастицы, которые необходимо высвободить по
прибытии в опухоль.
При смешивании с коллоидными золотыми
наночастицами бактериофаги спонтанно организуются в гидрогелевую сетевидную
фрактальную структуру. С помощью частиц золота исследовали соединили
бактериофаги с теплочувствительными липосомами (сферами из липидных мембран),
которые способны переносить и выделять различные диагностические и
фармакологические вещества. Для работы выбрали липосомы, которые высвобождают
свое содержимое при температуре выше 40 градусов Цельсия. В оболочечный белок
фага рIII встроили
пептидную последовательность, селективно соединяющуюся с рецепторами на
поверхности раковых клеток.
На первой стадии эксперимента ученые
убедились, что липосомы сохраняют теплочувствительность при связывании с фагом.
Для этого они «нагрузили» липосомы в гидрогеле флуоресцентным веществом
кальцеином и нагрели их лазером. При температуре 42 градуса Цельсия весь
кальцеин выделился из липосом в течение 10 минут. Затем результат воспроизвели
на платформе из агарозного геля, имитирующего опухолевую ткань.
После этого исследователи проверили
способность фага, соединенного с золотом и липосомами, к связыванию с
клетками-мишенями. В эксперименте in vitro полученная наноплатформа успешно
«обнаружила» клетки карциномы, рецепторы которой соответствовали лиганду на
оболочке бактериофага.
Затем полученную наноплатформу испытали на
мышах с раком груди. Движение частиц к опухоли и накопление гидрогеля в ней
отследили, поместив в липосомы флуоресцентный маркер. Это позволило не только
убедиться в прицельном связывании наноплатформы с раковыми клетками, но и
подтвердить ее пригодность для неинвазивной визуализации опухоли.
Еще в одном эксперименте с помощью
наноплатформы из бактериофага, наночастиц золота и теплочувствительных мезопористых
кремниевых наночастиц ученые успешно доставили противораковый препарат
доксорубицин в опухоли груди и простаты у мышей, вызвав уменьшение объема
новообразования.
Исследователи подчеркивают, что разработанная методика
универсальна, и может применяться для диагностики и лечения различных видов
опухолей.
Олег Лищук
N+1