Нейтрофил – друг липосомы: Ученые НИТУ «МИСиС» обнаружили новый фактор эффективной доставки лекарств в опухоли
Научный коллектив лаборатории «Биологические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» провел интравитальное (на живых тканях) исследование механизма адресной доставки лекарств в злокачественные опухоли с помощью липосом. Выяснилось, что иммунные клетки организма нейтрофилы на 30% повышают эффективность доставки препарата в опухоль. Результаты работы опубликованы в международном научном журнале ACS Nano.
Липосомы
– искусственно созданные жировые пузырьки – проникают в опухоль благодаря так
называемому эффекту «повышенной проницаемости и удержания» (enhanced
permeability and retention, EPR).
EPR-эффект возникает из-за чрезмерного разрастания сосудов, вызванного
аномальной потребностью опухоли в кислороде и питании. При патологическом
разрастании в стенках сосудов появляются огромные поры до 200 нм в диаметре.
Также разрастание опухоли вызывает сдавливание лимфатических сосудов и
препятствует нормальному оттоку межклеточной жидкости. Таким образом, липосомы
проникают в опухоль и не могут выйти из-за нарушенного лимфодренажа.
Считается, что благодаря EPR-эффекту липосомы, могут проникать только в опухоль,
но не в здоровые ткани. Однако так ли это на самом деле? И что происходит в
сосуде?
Ученые лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» наблюдали за
доставкой препарата в ткани здоровых мышей и в различные виды злокачественной
опухоли: рак молочной железы, рак предстательной железы и меланому. Наблюдения
были проведены с помощью интравитального микроскопа, который позволяет изучать
процессы непосредственно в живом организме.
«Первый вывод, который мы получили в результате исследования – в живых тканях
происходит два типа проникновения липосом из сосудов в ткани. Микроутечка – это
небольшое изолированное скопление липосом вокруг сосуда. Такой процесс
бесполезен для терапии опухолей, так как не позволяет препарату достичь
опухолевых клеток. Более того, микроутечки обнаружены в здоровых тканях, что
объясняет токсичность лекарств на основе липосом, использующихся в современной
клинике», - рассказывает автор работы, научный сотрудник лаборатории
«Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Виктор Науменко.
Второй, наиболее интересный результат наблюдения, – утечкам в ткани опухоли
способствует нейтрофил, разновидность лейкоцита, иммунной клетки организма.
Когда нейтрофил выходит из сосуда, вместе с ним, через «приоткрывающуюся дверь»
в сосудистой стенке, в опухоль успевают проникнуть липосомы. Согласно
результатам, полученным научным коллективом, нейтрофилы повышают эффективность
проникновения липосом в опухоль на треть.
Это открытие дает четкую закономерность: нейтрофилы повышают проницаемость
сосудов опухоли для адресной доставки липосомальных препаратов, а значит, и
увеличивают шансы на излечение. Причем происходит это только в случае
макроутечки, которая представляет собой крупное диффузное «облако» липосом,
проникающее глубоко в опухоль, обеспечивая, тем самым, целевую доставку
лекарства.
«Разграничение двух типов утечек имеет важное значение для понимания механизма
того, как работают лекарства на основе липосом. Наши результаты свидетельствуют
о том, что микроутечки не только не способствуют доставке препаратов к
опухолевым клеткам, но и ответственны за его нежелательное накопление в здоровых
тканях. Лечебный эффект достигается за счет макроутечек, и нейтрофилы способны
помочь его усилить», – подчеркнул Виктор Науменко.
В настоящее время коллектив продолжает лабораторные исследования в целях
снижения нежелательных побочных эффектов липосомной терапии.