Троянский наноконь
Исследовательская группа из Технологического университета Наньян, Сингапур, создала наночастицу со свойствами «троянского коня», покрыв ее L-фенилаланином – специфической аминокислотой, наряду с другими аминокислотами необходимую для выживания и роста раковых клеток. L-фенилаланин известен как незаменимая аминокислота, поскольку он не может производиться организмом и должен поступать с пищей, обычно из мяса и молочных продуктов.
Исследования других групп показали, что рост опухоли можно замедлить или предотвратить, перекрыв раковым клеткам доступ к аминокислотам. Ученые считают, что лишение раковых клеток аминокислот, например, с помощью голодания или специальной диеты с недостатком белка, может быть эффективным способом лечения рака.
Однако такие строгие диетические ограничения подходят не всем пациентам, особенно тем, кто подвержен риску или страдает кахексией – состоянием, возникающим в результате длительного хронического заболевания, которое вызывает потерю веса и мышечной массы. Кроме того, для многих пациентов соблюдение режима питания является очень сложной задачей.
Стремясь использовать аминокислотную зависимость раковых клеток, но избежать проблем, связанных со строгими диетическими ограничениями, сингапурские исследователи разработали альтернативный подход. Они взяли за основу наночастицу диоксида кремния, одобренную FDA, и покрыли ее L-фенилаланином. Исследователи обнаружили, что в испытаниях на мышах она эффективно и очень специфично убивала раковые клетки, заставляя их саморазрушаться.
Противораковые терапевтические наночастицы имеют ультрамалые размеры (диаметр 30 нанометров). Их назвали наноскопическим имитатором фенилаланиновой аминокислоты (Nanoscopic phenylalanine Porous Amino Acid Mimic, Nano-pPAAM).
Особенность работы в том, что новый подход заключался в использовании наноматериала в качестве лекарства, а не в качестве его носителя. Свойства Nano-pPAAM являются внутренними и не должны «активироваться» какими-либо внешними стимулами. Таким образом, аминокислота L-фенилаланин действует как «троянский конь» – маскировка, скрывающая внутри терапевтический препарат.
Терапевтические свойства Nano-pPAAM
В качестве доказательства концепции ученые проверили эффективность Nano-pPAAM in vitro и на мышах и обнаружили, что наночастицы привели к гибели около 80% клеток рака груди, рака кожи и рака желудка, что сопоставимо с эффектом стандартного химиотерапевтического препарата, например, цисплатина. Рост опухоли у мышей с клетками тройного отрицательного рака молочной железы человека также был значительно медленнее по сравнению с контрольными моделями.
Аминокислотное покрытие Nano-pPAAM помогает наночастице проникать в раковые клетки вместе с белком-переносчиком аминокислот LAT1. Попадая внутрь раковых клеток, Nano-pPAAM стимулирует выработку избыточного количества активных форм кислорода, вызывая самоуничтожение раковых клеток и оставаясь безвредным для здоровых клеток.
Новая стратегия не предполагает использования каких-либо фармакологических препаратов, поэтому не связана с развитием лекарственной устойчивости. Она полагается на уникальную способность наночастиц высвобождать активные формы кислорода для уничтожения раковых клеток. Именно поэтому Nano-pPAAM может стать спасением для онкологических пациентов, не реагирующих на традиционное лечение.
В настоящее время авторы работают над дальнейшим совершенствованием конструкции Nano-pPAAM, чтобы сделать метод более точным в нацеливании на определенные типы рака и достичь более высокой эффективности, в том числе за счет сочетания метода с другими видами лечения, например, иммунотерапией.
Статья Z.Wu et al. Potent By Design: Amino Acids Mimicking Porous Nanotherapeutics with Intrinsic Anticancer Targeting Properties опубликована в журнале Small.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Nanyang Technological University: NTU Singapore scientists devise 'Trojan horse' approach to kill cancer cells without using drugs.