Ультразвук помогает в доставке лекарства
Открываются новые перспективы в лечении злокачественных опухолей головного мозга
Сотрудники Научно-исследовательской лаборатории синтетических нейротехнологий РНИМУ им. Н. И. Пирогова Минздрава России работают над новым подходом к терапии опухолей, который улучшит доставку лекарств в клетки новообразования. Метод основан на применении полимерных нано- и микрокапсул и имплантируемых материалов с препаратом, чувствительных к ультразвуку. Ученым предстоит оценить перспективы использования данной технологии в качестве первичного (внутривенное введение частиц), а также вторичного (постоперационное применение пленок и имплантатов) звена терапии.
Татьяна Абакумова
Фото: Из личного архива
Татьяна Абакумова
Фото: Из личного архива
Результат работы может стать перспективным инструментом для доставки лекарственных препаратов в опухоли центральной нервной системы. Проект поддержан Российским научным фондом.
Как продвигается исследование, рассказала Татьяна Абакумова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории синтетических нейротехнологий НИИ трансляционной медицины РНИМУ им. Н. И. Пирогова Минздрава России.
Доставка препаратов к опухолевым клеткам
Диагноз, ассоциированный с развитием опухолевого процесса в головном мозге, звучит для пациентов как приговор. За последние десять лет развитие различных подходов в области визуализации опухолевых клеток, создания и применения новых препаратов, в том числе таргетной терапии, позволило увеличить продолжительность жизни пациентов в полтора раза. В то же время пятилетняя выживаемость пациента с данным диагнозом по-прежнему остается менее 5–10%.
В настоящее время возможности терапии в России и за рубежом значительно расширились. Одним из ее направлений является использование сфокусированного ультразвука для временного открытия гематоэнцефалического барьера (физиологического механизма между кровеносной и центральной нервной системами.— «Ъ-Наука»). Последовательное применение ультразвука и введение лекарственных средств позволят повысить биодоступность препаратов и, как следствие, увеличить продолжительность жизни пациентов.
Ученые Научно-исследовательской лаборатории синтетических нейротехнологий РНИМУ им. Н. И. Пирогова разрабатывают комбинированный подход к терапии глиом. Он позволит улучшить доставку лекарственных препаратов к опухолевым клеткам с помощью сфокусированного ультразвука и обеспечит контролируемое высвобождение средства, что снизит токсическое действие на организм.
Терапия и диагностика онкологических заболеваний
Использование наночастиц для доставки лекарств — интенсивно развивающееся направление терапии и диагностики различных заболеваний, в том числе онкологических. На сегодняшний день более 300 клинических исследований направлено на изучение эффективности наночастиц с инкапсулированными противоопухолевыми препаратами. Однако их применение в терапии глиобластом ограничено особенностями роста опухоли и наличием гематоэнцефалического барьера в периферических областях, где имеет место ее диффузное проникновение в ткань мозга. Именно в этих областях начинается вторичный рост опухоли после резекции, что становится причиной рецидива. Их невозможно полностью удалить хирургически и, соответственно, необходимо редуцировать с помощью химиотерапевтических препаратов.
Доклинические исследования показали, что воздействие сфокусированного ультразвука позволяет увеличить доставку наночастиц в несколько раз (в некоторых случаях в десятки раз). В 2021 году были начаты первые клинические исследования по изучению эффективности термочувствительного липосомального доксорубицина ThermoDox для контролируемого высвобождения препарата в отношении различных видов опухолей с помощью высокочастотного ультразвука.
Совершенствование методик
Основная цель проекта — добиться улучшения существующей терапии глиобластомы. Для ее достижения ученые РНИМУ им. Н. И. Пирогова используют различные подходы:
- повышение чувствительности опухолевых клеток к препарату выбора в терапии глиобластом (темозоломиду) с помощью малых интерферирующих РНК и комбинированной терапии;
- улучшение доставки препарата благодаря созданию стимул-чувствительных частиц (сфокусированный ультразвук);
- разработка имплантируемых материалов с лекарственным препаратом для постоперативного применения и предотвращения рецидива опухоли.
Пошаговая реализация проекта
На первом этапе ученые разработают различные варианты полимерных частиц и имплантатов, выберут дизайн этих частиц и условия, которые позволят им лучше накапливаться в опухолевой ткани. Также будут определены факторы для разрушения частиц под воздействием ультразвука.
На втором этапе проекта предстоит оценить безопасность исследуемых материалов, загрузить лекарственный препарат в высокой концентрации и провести исследования на культурах опухолевых клеток.
На третьем этапе проекта планируются испытания на животных с моделью глиобластомы и оценка эффективности новых подходов к терапии.
Перспективы применения в клинической практике
Результаты исследования имеют преимущественно прикладное значение. Улучшенная доставка препаратов в клетки опухоли может существенно повысить продолжительность жизни пациентов, а также предоставит необходимую базу для проведения полномасштабного изучения новых терапевтических подходов и трансляции в клиническую практику.