Используя наночастицы, вводимые непосредственно в спинномозговую жидкость (СМЖ), исследовательская группа разработала метод лечения, который может решить серьезные проблемы в лечении особенно смертельного рака головного мозга.
Медуллобластома, рак головного мозга , поражающий преимущественно детей, часто начинается с опухоли глубоко внутри мозга . Рак склонен распространяться по двум защитным мембранам, известным как лептоменинги, по всей центральной нервной системе , особенно по поверхности мозга и спинномозговой жидкости.
Лептоменингеальное распространение наблюдается при ряде первичных опухолей головного мозга, а также при метастазах в мозг солидных опухолей в молочной железе, легких и других местах. Поскольку в спинномозговой жидкости нет анатомических барьеров, препятствующих дальнейшему росту, эти виды рака могут быстро распространяться.
Нацеливание на опухоли в спинномозговой жидкости оказалось трудным, отчасти потому, что жидкость быстро циркулирует по центральной нервной системе человека примерно четыре раза в день, обычно смывая противоопухолевые препараты до того, как они успеют накопиться и оказать какое-либо действие.
«Это похоже на систему водопадов с быстрым потоком жидкости», — сказал Минсу Кханг, ведущий автор исследования и бывший аспирант лаборатории Зальцмана.
Чтобы обойти это препятствие, исследовательская группа изготовила наночастицы, которые прилипают к опухолям. Эти наночастицы, разработанные в лаборатории Зальцмана, состоят из разлагаемых полимеров, которые медленно высвобождают ингибитор репарации ДНК, талазопариб, который одобрен FDA и в настоящее время используется в клиниках для лечения ряда видов рака. Препарат относится к относительно новому классу противораковых препаратов, известных как ингибиторы PARP, которые блокируют фермент, помогающий восстанавливать ДНК. Без способности восстанавливать свою ДНК опухолевые клетки с большей вероятностью погибнут.
Лечение наночастицами вводится интратекально, то есть непосредственно между лептоменингами, защищающими спинномозговую жидкость. В течение нескольких недель исследователи обнаруживали присутствие наночастиц в спинномозговой жидкости в течение 21 дня после однократного приема.
«Мы были очень рады найти среду, которая долго удерживается в этом жидком пространстве, что в противном случае является сложной задачей», — сказал Кханг.
Лечение рака головного мозга в целом является сложной задачей, поскольку немногие методы лечения могут проникнуть через гематоэнцефалический барьер — естественную защитную систему, которая может блокировать потенциально полезные лекарства. Метод исследовательской группы может предложить решение.
«Работ по интратекальной доставке наночастиц было очень мало, поэтому мы очень воодушевлены, потому что это может позволить нам бороться с лептоменингеальным распространением заболеваний из-за метастазов в мозг», — сказал Биндра, профессор терапевтической радиологии Харви и Кейт Кушинг и профессор Патология. «Это действительно открыло совершенно новый способ лечения этих пациентов, хотя предстоит проделать гораздо больше работы».
Использование наночастиц для воздействия на опухоли позволило исследователям использовать препарат талазопариб, который доказал свою эффективность при ряде солидных опухолей за пределами головного мозга. Однако, поскольку препарат практически не проникает в центральную нервную систему, пероральная доза будет иметь ограниченную эффективность против опухолей с лептоменингеальным распространением.
«Инкапсулируя его в наночастицу и непосредственно вводя его в спинномозговую жидкость, мы теперь получаем очень высокий уровень воздействия именно в этой области», — сказал Зальцман, профессор биомедицинской инженерии, химической, экологической инженерии и физиологии Фонда Гойсуэты и член Йельского университета. Онкологический центр.
Доставка препарата интратекально также позволяет избежать его инъекции непосредственно в мозг (метод, называемый доставкой с усиленной конвекцией), очень сложная процедура, которую можно выполнять только несколько раз в год. Интратекальные инъекции, напротив, гораздо менее инвазивны и могут проводиться без пребывания в больнице.
«Для нас это очень важно, потому что теперь мы можем проводить несколько обработок наночастицами с течением времени», — сказал Биндра.
В дополнение к инъекции наночастиц мышам также вводили пероральную дозу химиотерапевтического препарата, известного как темозоломид.
«Это новая платформа, на которой мы можем проводить пероральную химиотерапию, преодолевающую гематоэнцефалический барьер и воздействующую непосредственно на центральную нервную систему», — сказал Биндра. «По сути, такое разделение комбинированной терапии усилит синергетическое уничтожение опухолевых клеток, одновременно сводя к минимуму системную токсичность».
Мыши, получавшие лечение на основе наночастиц, жили значительно дольше, чем мыши, получавшие лекарственную терапию без использования наночастиц, и даже дольше, чем мыши, не получавшие лечения. Кроме того, у мышей, получивших наночастицы , несущие лекарство , распространение рака было гораздо меньшим .
Исследователи заявили, что следующими шагами будет проверка подхода на более крупных моделях животных, за которой в конечном итоге последуют испытания на людях. Команда также планирует протестировать метод лечения на других видах рака, особенно на тех, которые имеют тенденцию распространяться на мозг.
Нет комментариев