Глиобластома — один из самых агрессивных и трудноизлечимых видов рака мозга. Даже при использовании всего арсенала медицины — хирургии, лучевой терапии и сильнодействующих препаратов — менее тридцати процентов пациентов проживают дольше двух лет после постановки диагноза.
В поисках спасения медики постоянно ищут новые пути доставки лекарств внутрь черепа. Команда ученых из Университета штата Орегон предложила нестандартное решение: они разработали крошечные транспортные капсулы (наночастицы), поверхность которых плотно покрыта сахаром.
Как показали опыты на мышах, такая «сладкая маскировка» решает сразу две сложнейшие задачи. Во-первых, она помогает частицам преодолеть гематоэнцефалический барьер — мощный фильтр между кровью и мозгом. Во-вторых, наночастицы нацеливаются точно на опухоль, не отравляя при этом здоровые органы.
Секрет кроется в выборе конкретного вещества. Исследователи использовали маннозу — простой сахар, который по своей структуре очень близок к глюкозе. Оба этих вещества используют одну и ту же «дверь» в мозговую ткань — транспортную молекулу GLUT1, чтобы попасть внутрь в качестве источника энергии.
«Кровь содержит относительно высокие концентрации глюкозы, и именно с этим наночастицы конкурируют за внимание GLUT1, — говорит фармацевтический ученый Олег Таратула. — Чтобы наночастицы могли его получить, им нужна плотно покрытая сахарная поверхность, и это наша главная инновация».
Чтобы сделать эту оболочку максимально эффективной, исследователи пошли на хитрость. Они химически связали молекулы маннозы с холестерином, который сам по себе является основой для создания таких капсул. Это позволило буквально нашпиговать каждую частицу сахаром, сделав их невероятно привлекательными для транспортных каналов барьера.
Результаты превзошли ожидания. В экспериментах на животных наночастицы с сахарным покрытием попадали в ткани мозга почти в десять раз чаще, чем обычные пустые капсулы. Но здесь включается второй механизм: сама опухоль становится ловушкой. Клетки глиобластомы потребляют огромное количество сахара для своего быстрого роста. Почувствовав знакомый сигнал, они активно поглощают эти сладкие частицы вместе с их опасным грузом.
Внутри частиц находится информационная РНК (мРНК). Это генетическая инструкция, которая заставляет раковую клетку начать вырабатывать белок PTEN. Этот белок действует как тормоз, останавливая бесконтрольное деление клеток.
«Глиобластома метаболически перепрограммируется и экспрессирует GLUT1 в три раза выше нормальной мозговой ткани, поэтому частицы преимущественно накапливаются в опухолевой ткани после прохождения гематоэнцефалического барьера, — говорит специалист по доставке лекарств Олена Таратула. — Восстановление экспрессии PTEN в опухолевых клетках восстанавливает контроль роста. При повторном дозировании усадка опухоли происходила без какой-либо измеримой токсичности органов».
Итоги лечения оказались впечатляющими. У мышей, которым не давали препарат, опухоль через месяц захватывала более половины объема головы (52 процента). У тех, кто получал терапию «сахарными пулями», пораженная область сократилась до ничтожных 2,3 процента.
Это отразилось и на сроках жизни. Медианная продолжительность жизни выросла с 33 дней до 49. Безусловно, это пока не полное исцеление, но продление срока почти в полтора раза для такой агрессивной болезни — огромный шаг вперед.
Разумеется, авторы работы призывают к осторожности. Пока что успех зафиксирован только в организме грызунов. Теперь ученым предстоит проверить, сработает ли этот механизм с человеческими тканями и настоящими образцами глиобластомы.
Тем не менее эффективность метода поражает: одно простое покрытие решило проблему доставки через барьер и проблему точного поиска цели. Сейчас во всем мире наблюдается всплеск новых идей против рака мозга — от капель в нос до стимуляции иммунитета. Подход команды из Орегона выделяется тем, что он универсален.
По словам авторов, их технология упаковки мРНК внутри плотного слоя холестерина и сахара может работать не только против опухолей. Это готовая платформа для лечения любых других болезней центральной нервной системы, требующих вмешательства на генетическом уровне.
«Помимо глиобластомы, эта стратегия высокоплотной функционализации на основе холестерина создает обобщаемую платформу для терапии мРНК, направленных на мозг», — пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале Journal of Controlled Release.
Они заключают, что такие липидные капсулы делают большой шаг к тому, чтобы стать рабочим инструментом в клинике, помогая лечить не только рак, но и другие тяжелые неврологические недуги.
Изображение: графическая иллюстрация, показывающая наночастицы с сахарным покрытием, пересекающие гематоэнцефалический барьер для лечения глиобластомы. Источник: Париназ Ганбари
