«Збережемо тисячі життів», бо є суттєве зворушення в лікуванні найбільш розповсюдженої хвороби: нова технологія успішно пройшла випробування

Дослідники з Оксфордського університету успішно випробували технологію доставки лікарських препаратів у клітини пухлин печінки за допомогою ультразвукового променя. Методика допомогла підвищити концентрацію препарату в клітинах у порівнянні з традиційним введенням ліків.

В основі нової технології лежить метод доставки ліків за допомогою термочутливих ліпосом. Ліпосоми — це штучно створювані округлі «бульбашки» з декількох шарів ліпідів (жирів), розділених водними прошарками. Вони можуть проникати в клітини, де внутрішньоклітинні органоїди руйнують оболонку «бульбашки», випускаючи його вміст.

Термочутливі ліпосоми починають руйнуватися тільки при відносно високій температурі — зазвичай вище 38С, — щоб препарат не залишив капсулу раніше. Щоб вивільнити ліки з такої ліпосоми, клітину-мішень необхідно точково нагріти до потрібної температури. Автори нової методики використовували для цього сфокусований інтенсивний ультразвук.

У першому дослідженні взяли участь 10 пацієнтів з неоперабельними пухлинами печінки, які вже проходили курс традиційної хіміотерапії. Їм внутрішньовенно ввели антибіотик доксорубіцин, поміщений в термочутливі ліпосоми, які руйнуються при нагріванні до 39,5С.

За словами вчених, нова методика дозволила доставляти препарат в клітини значно ефективніше. Концентрація доксорубіцину у пухлинах після процедури у семи з 10 пацієнтів виявилася в середньому в 3,7 раза вищою, ніж при традиційному введенні.

У решти трьох вона була порівнянна з концентрацією при стандартній процедурі. Через два тижні позитронно-емісійна комп’ютерна томографія (ПЕТ-КТ) зафіксувала відповідь нагрітих клітин на терапію, при цьому сусідні клітини ніяк не змінилися.

Точна доставка активної речовини до хворого органу потрібна оскільки ліки, що потрапили в інші зони організму зазвичай викликають побічні ефекти, особливо це стосується високотоксичних препаратів для хіміотерапії. Це зменшує ефективність ліків, адже необхідно зменшувати їх концентрації, або приводити до надзвичайно негативних наслідків для організму.

Тому вчені працюють над новими способами точкової доставки таких ліків, зокрема для цього поєднали еритроцит та бактерію.

Вчені з Інституту інтелектуальних систем Товариства Макса Планка створили новий комплекс для точкової доставки речовин на основі двох біологічних об’єктів — клітини еритроцита і штаму бактерії кишкової палички з джгутиками.

Науковці поєднали бактерію та еритроцит, який містив магнітні наночастинки та лікарську речовину — доксорубіцин. Цей лікарський засіб застосовують у хіміотерапії раку.

В утвореній конструкції бактерія відповідала за рух вперед, а еритроцит коригував напрямок під впливом зовнішнього магнітного поля.

Щоб поєднати компоненти системи, дослідники спочатку занурювали еритроцити в розчин, що містить доксорубіцин, наночастинки оксиду заліза, а також допоміжні речовини. Умови обробки та концентрація речовин були підібрані в такий спосіб, щоб в еритроцитах відкривалися пори, через які з них виходив гемоглобін і проникав доксорубіцин і частки оксиду заліза, а потім пори знову закривалися.

Відтак виникала клітина, що містила ліки та могла керуватися за допомогою магнітного поля. Однак вона самостійно пересуватися, тому в ролі двигуна вчені прикріпили до неї бактерію кишкової палички з джгутиками.

Щоб надійно прикріпити бактерію до еритроцита, вчені генетично модифікували її. Після чого утворювалася єдина конструкція, в якій бактерія виконувала роль двигуна, а еритроцит був «кермом».

Дослідники експериментально підтвердили працездатність такої схеми, використавши кілька електромагнітних котушок, які дозволяли змінювати напрямок магнітного поля. За добу в кислотному середовищі з еритроцита виходило 98 відсотків доксорубіцину.

Вчені пропонують використовувати цю властивість для доставки ліків до ракових пухлин, для яких кислотне середовище вважається сприятливим.

Крім механізму вивільнення ліків, вчені передбачили знищення еритроцитів і бактерій після завершення роботи. Для цього вони ввели в еритроцити речовину, яке сильно нагрівається від інфрачервоного випромінювання та викликає смерть бактерії та еритроцита від перегрівання.

Точна доставка активної речовини до хворого органу потрібна оскільки ліки, що потрапили в інші зони організму зазвичай викликають побічні ефекти. Це може зменшувати ефективність ліків через необхідність зменшення їх концентрації, або приводити до надзвичайно негативних наслідків для організму.

Читайте також: Вчені провели нове випробування вакцини проти хвороби, з якою довго не живуть. Результати виявилися приголомшливими и несподіваними