Замаскированные наночастицы используются для лечения рака

По данным группы исследователей штата Пенсильвания, биомиметическая наносистема может доставлять терапевтические белки для избирательного лечения раковых опухолей. Используя белковый токсин, названный гелонином из растения, найденного в Гималайских горах, исследователи вложили белки в самоорганизующиеся наночастицы металлоорганических каркасов (MOF), чтобы защитить их от иммунной системы организма. Чтобы увеличить долговечность препарата в кровотоке и выборочно нацелить опухоль, команда маскировала MOF в покрытии, сделанном из клеток из самой опухоли.

Кровь - враждебная среда для доставки лекарств. Иммунная система организма атакует чужеродные молекулы или вымывает их из организма через селезенку или печень. Но клетки, включая раковые клетки, выделяют мелкие частицы, называемые внеклеточными везикулами, которые общаются с другими клетками в организме и посылают сигнал «не ешь меня» в иммунную систему.

«Мы разработали стратегию для использования внеклеточных везикул, полученных из опухолевых клеток», - сказал Сиян Чжэн, адъюнкт-профессор биомедицинской и электро-инженерии в штате Пенсильвания. «Мы удаляем 99 процентов содержимого этих внеклеточных везикул, а затем используем мембрану для обертывания наших наночастиц с органическим каркасом. Если мы сможем получить внеклеточные везикулы у пациента, через биопсию или операцию, то наночастицы будут искать опухоль через процесс, называемый гомотипическим таргетингом».

Гонг Ченг, ведущий автор новой статьи, описывающей работу команды и бывшего ученого-докторанта в группе Чжэн в Гарварде, сказал: «MOF - это класс кристаллических материалов, собранных металлическими узлами и органическими линками. В нашем дизайне самосогласование наночастиц MOF и инкапсуляция белков достигаются одновременно с помощью одноразового подхода в водной среде. Обогащенные сайты аффинности металлов на поверхностях MOF действуют как пуговицы, поэтому мембрану внеклеточного пузырька можно легко застегнуть на наночастицы MOF. биомиметическая стратегия делает синтетические наночастицы похожими на внеклеточные везикулы, но у них есть необходимый груз внутри».

Система наночастиц циркулирует в кровотоке до тех пор, пока не обнаружит опухоль и не закроется клеточной мембраной. Раковая клетка поглощает наночастицу в процессе, называемом эндоцитозом. Как только частицы попадают внутрь клетки, более высокая кислотность внутриклеточных транспортных везикул раковых клеток приводит к разрыву металлоорганических каркасных наночастиц и высвобождению токсичного белка в цитозоль и уничтожению клетки.

«Наш металлоорганический каркас имеет очень высокую грузоподъемность, поэтому нам не нужно использовать много частиц, и это снижает общую токсичность», - сказал Чжэн.

Исследователи изучили эффективность наносистемы и ее токсичность на небольшой модели животных и сообщили о своих выводах в обзорной статье в Журнале Американского химического общества.

Исследователи полагают, что их наносистема обеспечивает инструмент для целенаправленной доставки других белков, которые требуют маскировки от иммунной системы. 

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/06/180615094843.htm