Наночастицы против раковых стволовых клеток
Исследователи из Университета Иллинойса разработали наночастицы, способные находить и прикрепляться к белку CD44, который имеется только на поверхности практически неуловимых раковых стволовых клеток, и протестировала их в культуре клеток и на мышах с раком молочной железы.
Если наночастица несет на себе лекарственный препарат, который отключает определенные гены в стволовых раковых клетках, то можно лишить последние «стволовости», то есть способности делиться и превращаться в клетки опухоли. Для этой цели был выбран препарат никлозамид, который в настоящее время применяется для лечения паразитарных заболеваний, но также может вмешиваться в регуляцию генной активности клетки.
Раковые стволовые клетки – это клетки со свойствами «классических» стволовых клеток. Они способны делиться и дифференцироваться в клетки опухоли даже после длительного периода интактивации. Это позволяет им сделать возможным рецидивирование опухоли спустя долгое время после успешного курса лечения.
С момента обнаружения интерес исследователей к раковым стволовым клеткам как к потенциальной мишени для противоопухолевых препаратов растет день ото дня. Для того чтобы добиться полного излечения пациента, необходимо найти эти редкие клетки и уничтожить их. Полезным инструментом могут оказаться нанотехнологии, ведь наночастицы работают в тех же масштабах, в которых проходят практически все биологические процессы.
Существует набор генов STAT (signal transducer and activator of transcription, приемник сигналов и активатор транскрипции), кодирующих белки, которые способны при получении определенных сигналов проникать в ядро клетки. Там они подключаются к ДНК и переключают другие гены в состояние «включено» или «выключено».
Гены STAT3 – это разновидность STAT, которые играют роль во многих клеточных процессах, включая рост, деление, движение и апоптоз (самоуничтожение) клеток. STAT3 опухолевых клеток показался исследователям оптимальной мишенью для новых препаратов.
В исследовании в культуре клеток и на живых мышах было показано, что наночастицы с никлозамидом, связываясь с мембранным белком CD44 раковой стволовой клетки опухоли молочной железы, отключали STAT3. Стволовые клетки теряли способность делиться и дифференцироваться, что во много раз снижало вероятность рецидива и метастазирования опухоли.
Наночастицы (чёрные) способны нацеливаться на раковые стволовые клетки (жёлтые) и поставлять к ним медикамент, который тормозит их рост. Рисунок из пресс-релиза University Of Illinois Urbana-Champaign Drug-delivering nanoparticles seek and destroy elusive cancer stem cells.
Кроме того, на фоне введения наночастиц в культуре клеток и у мышей снижалась скорость роста опухоли.
Авторы надеются, что результаты их исследования помогут дальнейшей работе над новыми препаратами для лечения рака и профилактики рецидивов и метастазов. В качестве преимуществ описанного ими метода они называют относительно низкую стоимость лечения, ведь препарат никлозамид уже утвержден и не должен проходить все фазы клинических исследований. Он включен в основной список ВОЗ и признан безопасным и эффективным препаратом. Изготовление наночастиц тоже не должно сильно сказаться на цене, так как они представляют собой полимер, который можно производить в больших количествах.
Кроме того, результаты исследования будут интересны тем, кто занимается изучением раковых стволовых клеток: в нем авторы описали белки и гены, ответственные за жизненно важные процессы раковых стволовых клеток.
В настоящее время планируется провести исследования на более крупных животных, чтобы еще на один шаг приблизить наночастицы с никлозамидом к использованию в клинической практике.
Статья Santosh K Misra et al. Targeted Delivery of STAT-3 Modulator to Breast Cancer Stem Like Cells Down-regulates a Series of Stem-ness Genes опубликована в журнале Molecular Cancer Therapeutics.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Medical News Today: Cancer stem cells destroyed by drug-filled nanoparticles.