
Американские
ученые из Национальной Лаборатории
Лоренса в Беркли разработали новое
семейство наноносителей, способных
преодолевать гематоэнцефалический
барьер и прицельно доставлять лекарства
к клеткам опухоли головного мозга.
Изобретение уже запатентовано, а
результаты проведенного исследования
опубликованы
в журнале The Journal of Controlled Release.
Новый биополимерный
наноноситель представляет собой мицеллы с суперспирализованной
пространственной структурой. Мицеллы
с рабочим названием «3HM»
(3-helix micelles)
имеют диаметр всего 20 нанометров (это меньше, чем размер рибосомы), обладают
высокой стабильностью и способны к
длительной циркуляции в кровотоке
пациента.
Отличительное свойство 3HM
— способность к самосборке амфифильной
(сочетающей гидрофильные и гидрофобные
свойства) молекулы: ее «голова»
представляет собой пептид, скручивающийся
в суперспираль, состоящую из трех
α-спиралей, к внешней
части которого присоединен «хвост» из
молекул полиэтиленгликоля (PEG). С-конец этого пептида
также снабжен PEG-цепью,
которая формирует невидимый слой на
поверхности молекулы, который необходим для
увеличения времени циркуляции и избежания
отторжения молекулы как чужеродного
агента. Это гидрофильная часть амфифила,
а его гидрофобный участок расположен
на N-конце пептида, к
которому присоединена углеводородная
функциональная группа. В водном растворе
C- и N-концы
амфифила взаимодействуют и формируют
мицеллу — структурную единицу 3HM.
Ученые
протестировали свойства нового носителя in
vivo с использованием
крыс в качестве модельного организма.
В мозг животных были имплантированы
клетки глиобластомы, которые
сформировали опухоль. Исследование
параметров 3HM проводили
в сравнении с применяющимися в практике
липосомами. Такие липосомы имеют впятеро больший
диаметр и, как и 3HM,
несут PEG-цепи. Ранее в этой же лаборатории был разработан
метод мечения липосом и мицелл с помощью
радиоактивной меди 64Cu
и особого хелатирующего агента 6-BAT,
который использовали для присоединения
метки к исследуемым молекулам.
Распределение меток отслеживали с
помощью позитрон-эмиссионной томографии
и МРТ, также оценивали кинетику опухоли.
Результаты эксперимента продемонстрировали,
что новый наноноситель превосходит своего предшественника:
после 48 часов с момента введения
препаратов в кровотоке крыс осталось
около 15 процентов инъецированной дозы 3HM
и только 7 процентов липосом. Кроме того, 3HM
накапливается в печени и селезенке
животных в значительно меньшей степени,
чем пегилированные липосомы.
В настоящее
время существует острая необходимость
в разработке эффективных методов
доставки лекарств к клеткам мультиформной
глиобластомы (glioblastoma
multiforme, GBM).
Эта опухоль сейчас неизлечима
и приводит к смерти пациентов приблизительно
через 15 месяцев с момента диагностики.
Применяемое лечение паллиативно и
только лишь обеспечивает относительное
улучшение качества жизни пациентов на
короткий период времени. 
Основная
проблема лечения GBM — гематоэнцефалический барьер, стоящий между головным мозгом
и кровеносной системой. Эта структура
поддерживает гомеостаз мозга, но одновременно препятствует проникновению лекарственных
препаратов в клетки опухоли. Все существующие
пегилированные формы препаратов для
лечения глиобластомы не способны
проходить ГЭБ, а терапия в целом требует
очень высоких доз препаратов, что связано
с токсичностью и риском раннего прерывания
терапии.
Таким
образом, появление 3HM
может ознаменовать не только неожиданный
прорыв в методах терапии мультиформной
глиобластомы, но и позволит усовершенствовать
дизайн следующих поколений наночастиц
терапевтического назначения за счет
применения МРТ и PET к
оценке из свойств.
 
Екатерина Корзенева
