Глиобластома считается одной из самых опасных и трудноизлечимых форм рака мозга. Даже после операции, лучевой терапии и химиотерапии менее 30 процентов пациентов остаются живы спустя два года после постановки диагноза.
Исследователи из Университета штата Орегон испытали новый способ доставки противоракового средства в мозг. Для этого они покрыли наночастицы плотным слоем сахара, превратив их в своеобразного «троянского коня».
В экспериментах на мышах такая маскировка помогала частицам преодолевать гематоэнцефалический барьер, который защищает мозг и обычно не пропускает многие лекарства. После этого наночастицы накапливались в опухоли, не вызывая измеримой токсичности в основных органах.
Учёные использовали маннозу — сахар, близкий по структуре к глюкозе. Оба вещества могут проходить в мозг через транспортный белок GLUT1, поскольку используются клетками как источники энергии.
Однако в крови уже содержится много глюкозы, поэтому наночастицам приходится конкурировать с ней за доступ к GLUT1. Чтобы повысить их шансы, исследователи создали на поверхности частиц особенно плотное сахарное покрытие.
Маннозу соединили с холестерином, который служил главным строительным материалом наночастиц. Благодаря этому на каждую частицу удалось поместить больше молекул сахара и сделать её более привлекательной для транспортной системы гематоэнцефалического барьера.
В организме мышей покрытые маннозой наночастицы достигали мозга в 9,9 раза эффективнее, чем частицы без такой оболочки.
После прохождения барьера сахар обеспечивал ещё одно преимущество. Клеткам глиобластомы требуется особенно много питательных веществ, а уровень GLUT1 в опухолевой ткани примерно втрое выше, чем в нормальной ткани мозга. Поэтому наночастицы преимущественно накапливались именно в опухоли.
Внутри них находилась матричная РНК с генетической инструкцией, заставляющей раковые клетки вырабатывать белок PTEN. Этот белок подавляет развитие опухоли и помогает восстановить контроль над ростом клеток.
Результаты эксперимента оказались заметными. Через 28 дней у мышей, не получавших лечение, опухоль занимала в среднем 52 процента мозга. У животных, которым вводили покрытые сахаром наночастицы, этот показатель снизился в среднем до 2,3 процента.
Средняя продолжительность жизни также увеличилась: с 33 дней у нелеченых мышей до 49 дней у получавших терапию. Метод не привёл к полному излечению, но существенно замедлил развитие болезни.
При многократном введении наночастиц исследователи не обнаружили измеримой токсичности в основных органах.
Авторы подчёркивают, что пока метод испытан только на мышах. Необходимо проверить, как он будет работать на человеческих клетках мозга и при настоящей глиобластоме у людей.
Тем не менее исследователи считают результаты многообещающими. Сахарная оболочка одновременно решила две задачи: помогла наночастицам проникнуть в мозг и направила их преимущественно в опухолевую ткань.
Учёные предполагают, что подобную систему можно будет применять не только против глиобластомы. Она потенциально подходит для доставки мРНК-препаратов и других лекарств через гематоэнцефалический барьер при различных заболеваниях мозга.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Controlled Release.
