Изследователите проследяват раковите клетки с индивидуални материали

Съвременните противоракови терапии имат за цел да атакуват туморни клетки, като същевременно щадят здравата тъкан. Интердисциплинарен екип от изследователи от Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) и FU Berlin постигна важен напредък в тази област: учените са произвели малки наночастици, които са предназначени специално да насочат раковите клетки. Те могат да навигират директно до туморните клетки и да визуализират тези, използвайки усъвършенствани техники за изображения. Както в чашките на Петри, така и в животински модели, учените успяха ефективно да насочат наночастиците към раковите клетки. Следващата стъпка е комбинирането на новата техника с терапевтични подходи.

направо

Изследователите на HZDR започват с малки, биосъвместими наночастици, направени от така наречените дендритни полиглицероли, които служат като молекули носители. „Можем да модифицираме тези частици и да въведем различни функции“, обяснява д-р Кристоф Заршлер, научен сътрудник в Института за радиофармацевтични изследвания на рака на HZDR. "Например, можем да прикачим фрагмент на антитяло към частицата, която специфично се свързва с раковите клетки. Този фрагмент на антитела е нашата насочваща част, която насочва наночастицата към тумора."

Целта на модифицираните наночастици е антиген, известен като EGFR (рецептор на епидермален растежен фактор). При някои видове рак, като рак на гърдата или тумори на главата и шията, този протеин е свръхекспресиран на повърхността на клетките. „Успяхме да покажем, че проектираните от нас наночастици за предпочитане взаимодействат с раковите клетки чрез тези рецептори“, потвърждава д-р Холгер Стефан, лидер на групата за нанокаскални системи в HZDR. "При контролни тестове с подобни наночастици, модифицирани с неспецифично антитяло, значително по-малко наночастици се натрупват в туморните клетки."

Учените интензивно изучават поведението на наночастиците както в клетъчни култури, така и в животински модел. За тази цел те предоставиха на наночастиците допълнителни репортерски характеристики, както обяснява Кристоф Заршлер: "Използвахме две взаимно допълващи се възможности. В допълнение към антителата, ние прикрепихме молекули багрило и радионуклиди към наночастиците. Молекулата на багрилото излъчва в близкия инфрачервен спектър който прониква в тъканта и може да се визуализира с подходящ микроскоп. По този начин багрилото разкрива къде точно се намират наночастиците. " Радионуклидът, мед-64, изпълнява подобна цел. Той излъчва лъчение, което се открива от PET скенер (позитронно-емисионна томография). След това сигналите могат да бъдат преобразувани в триизмерно изображение, което визуализира разпределението на наночастиците в организма.

Отлични свойства в живите организми

Използвайки тези техники за изобразяване, изследователите са успели да покажат, че натрупването на наночастици в туморната тъкан достига максимум два дни след приложение на мишки. Впоследствие маркираните наночастици се елиминират през бъбреците, без да представляват тежест за организма. "Те очевидно са идеални по размер и свойства", казва Холгер Стефан. "По-малките частици се филтрират от кръвта само за няколко часа и по този начин имат само краткосрочно въздействие. Ако, от друга страна, частиците са твърде големи, те се натрупват в далака, черния дроб или белите дробове и не могат да бъдат отстранени от тялото през бъбреците и пикочния мехур. " Взаимодействието между наночастиците с точен размер от три нанометра и прикрепените фрагменти на антитела очевидно оказва положително влияние върху разпределението и задържането на антитялото в организма, както и върху неговия профил на екскреция.

В бъдещи експерименти изследователите на HZDR искат да проверят дали могат да модифицират своята система, за да носят други компоненти. Кристоф Заршлер описва плановете: "Можете да вземете тези наночастици и да ги функционализирате с активно вещество. След това можете да доставите лекарство директно в тумора. Това може да е терапевтичен радионуклид, който унищожава туморните клетки." Също така е възможно да се прикачат фрагменти на антитела, специфични за протеини, различни от EGFR, за насочване към различни видове рак.