Кислородсодержащая пена снижает гипоксию в опухолях
Расул Табиев, PCR.news
Одна из отличительных черт опухолей — гипоксия, обеднение ткани кислородом. Гипоксия развивается преимущественно в центральной части опухоли; в результате усиливается процесс ангиогенеза, который способствуют прогресии и метастазированию рака, а также повышается геномная нестабильность (накопление мутаций), что часто ведет к резистентности опухоли к терапии. Существует множество терапевтических подходов, нацеленных на снижение гипоксии опухолевой ткани. Один из таких подходов заключается в доставке в опухоль материалов, несущих в себе кислород, — O2-газонесущие материалы (О2-ГнМ).
Для создания таких материалов авторы использовали натуральные полимеры, одобренные Управлением по контролю продуктов и медикаментов США (FDA) и применяемые в пищевой промышленности, например, ксантановую камедь и альгинат натрия. Авторы отмечают, что их вдохновило использование насыщенных газом материалов в кулинарии, например, для изготовления «щелкающей» карамели Pop Rocks или вспененного молока. В работе использовались О2-ГнМ трех видов: пена, твердый О2-ГнМ и гидрогель. Все они содержали примерно одинаковое количество кислорода, но различались по продолжительности его высвобождения. Было показано, что О2-ГнМ в форме гидрогеля выделяет кислород в течение недели, пена в течение часов, а твердый О2-ГнМ в течение минут.
Следующим шагом стала имплантация твердого О2-ГнМ и пены в опухоли мыши. При визуализации мышиных опухолей методом компьютерной томографии (КТ) легко идентифицировались области с пониженной плотностью, что говорило о попадании кислорода в эти участки. Для оценки степени гипоксии в опухоли после имплантации О2-ГнМ использовали иммуногистохимическое окрашивание на маркер гипоксии пимонидазол. Через день после инъекции пены О2-ГнМ количество пимодазола в опухоли было снижено по сравнению с контролем. Авторы отмечают, что время деградации твердого О2-ГнМ составляло минуты, тогда как пена О2-ГнМ высвобождала газ в течение дня и деградировала в течение месяцев.
Чтобы оценить пользу О2-ГнМ в комбинации с лучевой и химиотерапией, авторы использовали две модели: внутримышечная модель злокачественной опухоли оболочки периферического нерва и подкожная модель рака простаты. Для этого эксперимента выбрали пену О2-ГнМ. В комбинации с радиотерапией она дополнительно ингибировала опухолевый рост и продлевала жизнь мышей. В контроле медианная продолжительность жизни составила 13 дней, в группе, получившей пену и радиотерапию, — 25 дней; кроме того, в этой группе усиливалось повреждение опухолевой ДНК. Эффективность химиотерапевтических агентов также повысилась в комбинации с пеной О2-ГнМ, что подтверждалось иммуногистохимическим окрашиванием опухолей на маркеры апоптоза. Как и в предыдущих экспериментах, уменьшение степени гипоксии было подтверждено окрашиванием на пимонидазол.
В заключение авторы оценили влияние О2-ГнМ на иммунный состав опухолей. Оказалось, что после инъекции пены в них увеличилось общее количество лимфоцитов (что обычно является благоприятным клиническим фактором) и снизилось количество иммуносупрессивных клеток. Кроме того, процент противоопухолевых М1 макрофагов был существенно повышен, тогда как М2 макрофагов — понижен.
Таким образом, доклинические исследования подтвердили, что доставка кислорода в опухоль повышает эффективность терапевтических вмешательств. Это демонстрирует пользу смягчения гипоксии опухоли с помощью простых стратегий, подчеркивают авторы.
Источник: Jianling Bi., et al. Low-Cost, High-Pressure Synthesized Oxygen-Entrapping Materials to Improve Treatment of Solid Tumors. // Advanced Science
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru