Сахарная терапия против рака мозга: на 50% дольше живут мыши
Введение
Представьте, что вам нужно доставить посылку в дом, окружённый высоким забором с охраной. Примерно такую же задачу решают учёные, пытаясь лечить рак мозга. Недавно исследователи из Университета штата Огайо (OSU College of Pharmacy) под руководством Oleh Taratula, Olena Taratula и Yoon Tae Goo нашли оригинальный способ обойти эту защиту — они покрыли наночастицы сахаром. И результаты на мышах впечатляют: выживаемость увеличилась на 50% по сравнению с обычным лечением. Исследование опубликовано в Journal of Controlled Release.
Две главные проблемы
Глиобластома — это агрессивная опухоль мозга, которая плохо поддаётся лечению. Почему? Во-первых, мозг защищён гемато-энцефалическим барьером — это плотная сеть клеток, которая не пускает в мозг посторонние вещества из крови. Во-вторых, даже если лекарство проникнет, оно должно убить только раковые клетки, не задев здоровые.
Сахар как ключ к мозгу
Учёные взяли липидные наночастицы и наполнили их генетическим материалом, который помогает организму бороться с опухолью. А сверху покрыли эти частицы сахаром — маннозой. Манноза очень похожа на глюкозу, основной источник энергии для клеток.
Дело в том, что клетки, выстилающие сосуды мозга, имеют специальный «транспортёр» GLUT1, который обычно переносит глюкозу в мозг. Этот же транспортёр может распознавать и маннозу. Так наночастицы обманывают барьер и проникают в мозг.
«В крови довольно много глюкозы, и наночастицам приходится конкурировать с ней за внимание GLUT1, — объясняет Oleh Taratula. — Чтобы частицы всё-таки прошли, нужна плотная сахарная оболочка. Мы химически присоединили маннозу к холестерину — основному компоненту наночастиц — и увеличили покрытие в шесть раз».
Доставка гена-подавителя опухоли
Внутри наночастиц находится матричная РНК (мРНК), которая заставляет клетки производить белокPTEN. Этот белок помогает сдерживать бесконтрольный рост опухоли. В клетках глиобластомы PTEN часто отсутствует или не работает.
Чтобы мРНК не разрушилась раньше времени, учёные добавили положительно заряженное производное холестерина, которое надёжно упаковывает генетический материал.
Кроме того, раковые клетки глиобластомы сами производят в три раза больше транспортёра GLUT1, чем здоровые клетки мозга. Поэтому сахарные наночастицы накапливаются именно в опухоли.
«Глиобластома перепрограммирует свой метаболизм и производит GLUT1 в три раза активнее нормальной ткани, — говорит Olena Taratula. — Поэтому частицы предпочтительно накапливаются в опухоли после преодоления барьера. А восстановление PTEN возвращает контроль над ростом. При повторных дозах опухоль уменьшалась без заметной токсичности для органов».
Что это значит для нас
Глиобластома — редкое, но очень опасное заболевание. В США ей болеют примерно 3,19 человека на 100 000. Чаще встречается у мужчин, средний возраст диагноза — 64 года. Более 95% пациентов умирают в течение пяти лет после постановки диагноза. Поэтому каждый прорыв здесь на вес золота.
Конечно, исследование пока проведено только на мышах. Но сама идея использовать сахар для обмана защитного барьера мозга — это элегантное и перспективное решение. Возможно, в будущем такие наночастицы станут основой терапии для людей. Учёные уже планируют дальнейшие испытания.
Работа поддержана Национальным институтом рака (National Cancer Institute), Национальным институтом здоровья ребёнка и развития человека имени Юнис Кеннеди Шрайвер (Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development) и Национальным исследовательским фондом Кореи (National Research Foundation of Korea).
