Лечение меланомы: микрочастицы, «нашпигованные» антителами
Исследователи Тихоокеанской Северо-западной Национальной Лаборатории и университета Вашингтона утверждают, что упаковка противоопухолевых антител в пористые частицы из химически модифицированного оксида кремния повышает эффективность их действия на злокачественную опухоль кожи – меланому. Результаты, полученные ими в экспериментах на мышах, опубликованы в предварительной on-line версии Journal of the American Chemical Society в статье «Local Release of Highly Loaded Antibodies from Functionalized Nanoporous Support for Cancer Immunotherapy».
Противоопухолевые моноклональные антитела являются одним из наиболее перспективных типов противоопухолевых препаратов. Такие антитела прицельно взаимодействуют со специфичными белками поверхности опухолевых клеток и запускают механизмы собственной иммунной системы пациента, уничтожающей эти клетки. В качестве наиболее известных примеров можно привести герцептин (herceptin) и цетуксимаб (cetuximab), предназначенные для лечения одного из типов рака молочной железы и рака прямой кишки соответственно.
Недостатком препаратов на основе моноклональных антител являются необходимость медленного покапельного внутривенного введения, требующего дополнительных затрат времени и средств, а также возможность развития побочных эффектов из-за системного действия препарата.
Включение антител в состав поверхности нано- или микрочастиц обеспечивает их накопление в зоне опухоли, что позволяет снизить вероятность развития побочных эффектов. Учитывая доказанную ранее биосовместимость оксида кремния, авторы работы остановили свой выбор на мезопористых частицах, изготовленных из этого материала. Они разработали частицы размером 6-12 микрометров, содержащие множество нанопор, имеющих форму шестиугольников с диаметром примерно 30 нанометров. Поры, в которых молекулы окиси кремния модифицированы с помощью небольших химических групп, способны удерживать внутри частицы антитела, ферменты и другие белки. Такая упаковка «негерметична», и заключенные в нее белки постепенно просачиваются наружу, обеспечивая пролонгированное действие препарата. При этом скорость высвобождения зависит как от самого препарата, так и от природы использованных при модификации пор химических группировок (например, аминов или остатков карбоновой или сульфоновой кислот).
Дополнительное биохимическое тестирование показало, что высвобождаемые частицами антитела сохраняют как структуру, так и свои противоопухолевые свойства.
Для проведения экспериментов на мышах исследователи заполнили частицы антителами анти-CTLA4, воздействующими на различные типы рака, в том числе меланому. Мышей предварительно разделили на три группы. В опухоли мышей экспериментальной группы ввели частицы, нагруженные антителами, а в опухоли мышей двух групп контроля – препарат антител или пустые частицы.
В начале эксперимента размер опухолей составлял примерно 27 кубических миллиметров. Спустя пять дней после инъекции размер нелеченых опухолей увеличился до 200 кубических миллиметров. Опухоли, в которые вводили свободные антитела, достигли такого же размера только на девятый день, что демонстрирует противоопухолевое действие антител. У мышей, которым ввели наполненные антителами частицы, опухоли доросли до 200 мм3 только через 30 дней.
Повторный эксперимент продемонстрировал, что разработанная авторами лекарственная форма значительно увеличивает продолжительность жизни экспериментальных животных. Так, все пять мышей, которым ввели пустые частицы, погибли в течение 21 дня после введения. Трое из пяти животных, которым ввели заполненные антителами наночастицы, были живы на 21-й день, а две мыши экспериментальной группы – и на момент окончания эксперимента (34-й день после введения).
Авторы также провели дополнительные эксперименты по оценке накопления антител в опухолях. Анализ, проведенный спустя два и четыре дня после введения препарата, выявил значительно более высокие концентрации антител в опухолях животных, получивших инъекции наполненных антителами частиц, по сравнению с опухолями животных, которым ввели свободные антитела.
В настоящее время исследователи тестируют на мышах эффективность других пар «антитела-опухоль». В будущем они планируют заняться изучением механизмов, лежащих в основе повышения эффективности упакованных таким способом антител, а также провести эксперименты с использованием более крупных животных моделей с перспективой применения полученных результатов в клинических исследованиях.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Pacific Northwest National Laboratory: Silica cages help anti-cancer antibodies kill tumors in mice.
03.06.2010