Многие химиотерапевтические агенты, используемые для лечения рака, связаны с побочными эффектами различной степени тяжести, поскольку они токсичны как для нормальных клеток, так и для злокачественных опухолей. Это мотивировало поиск эффективных альтернатив синтетическим фармацевтическим препаратам, с помощью которых в настоящее время лечат большинство видов рака. Использование фосфата и цитрата кальция для этой цели обсуждается уже несколько лет, так как они приводят к гибели клеток при доставке непосредственно в клетки, а их присутствие в кровообращении оказывает незначительное токсическое действие или не оказывает никакого токсического действия. Проблема состоит в поиске способов преодоления механизмов, которые контролируют поглощение этих соединений клетками, и обеспечения того, чтобы соединения действовали избирательно на клетки, которые необходимо удалить.
И фосфат кальция, и цитрат участвуют в регуляции многих клеточных сигнальных путей. Следовательно, уровни этих веществ, присутствующих в цитоплазме, строго контролируются, чтобы избежать нарушения этих путей. Что особенно важно, наночастицы, описанные в новом исследовании, способны обходить этот регуляторный контроль. «Мы приготовили аморфные и пористые наночастицы, состоящие из фосфата кальция и цитрата, которые инкапсулированы в липидном слое», — объясняет автор исследования доктор фон Ширндинг. Инкапсуляция гарантирует, что эти частицы легко захватываются клетками, не вызывая контрмер. Попадая внутрь клетки, липидный слой эффективно разрушается, и большие количества кальция и цитрата откладываются в цитоплазме.
Эксперименты на культивируемых клетках показали, что частицы избирательно смертельны — убивают раковые клетки, но оставляют здоровые клетки (которые также принимают частицы) практически невредимыми. «Очевидно, что частицы могут быть очень токсичными для раковых клеток. Действительно, мы обнаружили, что чем агрессивнее опухоль, тем сильнее на нее воздействие», — говорит исследователь доктор Энгельке.
Во время клеточного поглощения наночастицы приобретают вторую мембранную оболочку. Авторы исследования постулируют, что неизвестный механизм, специфичный для раковых клеток, вызывает разрыв этой внешней мембраны, позволяя содержимому везикул просачиваться в цитоплазму. С другой стороны, в здоровых клетках этот внешний слой сохраняет свою целостность, и везикулы впоследствии выводятся неповрежденными во внеклеточную среду.
«Высокоселективная токсичность частиц позволила нам успешно лечить два разных типа высокоагрессивных опухолей плевры у мышей. Всего с помощью двух доз, введенных местно, мы смогли уменьшить размер опухоли на 40 и 70% соответственно». — говорит Энгельке. Многие плевральные опухоли являются метастатическими продуктами опухолей легких и развиваются в плевральной полости между легким и грудной клеткой. Поскольку эта область не снабжается кровью, она недоступна для химиотерапевтических средств. «Напротив, наши наночастицы можно вводить непосредственно в плевральную полость», — говорит Бейн. Кроме того, в течение 2-х месячного курса лечения никаких серьезных побочных эффектов выявлено не было.
