Исследованы методы доставки медикаментов в опухоли с использованием кровяных клеток.

Наномедицина — это быстро развивающаяся область, которая применяет различные наночастицы для диагностики и терапии. Эти частицы помогают целенаправленно доставлять лекарства в опухоли, однако достижение необходимой концентрации представляет собой сложную задачу. Одно из решений проблемы доставки — использование нейтрофилов.

«Существует два подхода: первый — это загрузка клеток наночастицами вне организма, а затем их возвращение обратно; второй — введение наночастиц напрямую в организм, чтобы клетки сами могли захватить их и доставить к опухоли. Нейтрофилы считаются многообещающими «курьерами». Этот вид лейкоцитов, составляющий значительную часть иммунной системы, способен проходить через сосуды и перемещаться по организму на большие расстояния в ответ на воспаление или опухолевые процессы», — отметил кандидат химических наук, заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ МИСИС Максим Абакумов.

Тем не менее, существуют и определенные сложности: некоторые покрытия на наночастицах могут препятствовать функционированию нейтрофилов. Материал, размер и форма значительно влияют на взаимодействие с лейкоцитами — определенные виды частиц могут их повредить. Кроме того, клетки крови имеют короткий срок жизни, поэтому их необходимо быстро собрать, загрузить лекарством и вернуть в организм пациента.

«Наиболее перспективными являются три типа наночастиц: липосомы, магнетит и биоразлагаемые сополимеры молочной и гликолевой кислоты (PLGA). Липосомы с низкой токсичностью разлагаются естественным образом и способны переносить значительное количество препарата. Сополимеры позволяют контролировать скорость высвобождения лекарств, а наночастицы магнетита полезны не только для доставки средств, но и для визуализации опухолей», — подчеркнула инженер 1 категории лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ МИСИС Анастасия Гаранина.

Исследователи Университета МИСИС, РНИМУ имени Н.И. Пирогова, НМИЦ психиатрии и наркологии имени В. П. Сербского и РХТУ имени Д. И. Менделеева провели изучение воздействия различных типов наночастиц на нейтрофилы как в лабораторных условиях, так и в живом организме. Они обнаружили, что наночастицы магнетита способны выходить из кровеносных сосудов и захватываться нейтрофилами для транспортировки к опухоли.

Сополимерные наночастицы накапливаются возле стенок сосудов и также поглощаются клетками крови. В отличие от них, липосомы не захватываются нейтрофилами, однако сами лейкоциты способствуют доставке сфер в опухоль через механизмы микро- и макроутечек — повреждения целостности сосудистых стенок новообразований, что позволяет лекарственным веществам проникать непосредственно в ткани. Подробности исследования опубликованы в научном журнале Pharmaceuticals (Q1).

Каждый тип наночастиц ведет себя по-разному в кровеносных сосудах. Из-за этого различаются скорость и эффективность доставки лекарств в опухоли вместе с нейтрофилами. В дальнейшем ученые намерены определить ключевые параметры наночастиц, которые будут определять механизм их взаимодействия с нейтрофилами.

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда.