Персонализированная онкология продвинулась от стадии «голубая мечта» до стадии «клиническая реальность». Онкологи регулярно ищут индивидуальный подход в лечении, нацеленный на уникальные генетические особенности опухоли. Но поскольку эти персонализированные лекарства достигают здоровых тканей, даже самые целевые методы лечения могут вызывать нежелательные побочные эффекты.
Новый подход, разработанный специалистами по нанотехнологиям в Институте Sloan Kettering (SKI) в онко-центре «Memorial Sloan Kettering» может улучшить точность персонализированных лекарств, помогая им избежать побочного ущерба.
«Мы нашли способ использовать алгоритмы машинного обучения для разработки мощных нанопрепаратов, которые могут обеспечить более сильный, безопасный, более точечный удар», - говорит Даниэль Хеллер , кандидат химических наук, академик программы молекулярной фармакологии в SKI и доцент в Уэлльской Высшей медицинской академии Корнелла .
Лаборатория Хеллера разрабатывает нанотехнологии, которые улучшают обнаружение и лечение рака. Их автоматизированный метод позволяет упаковывать практически любой класс персонализированного препарата в наночастицу, что может помочь сделать эти лекарства более безопасными и эффективными.
Доктор Хеллер и его лаборант Йоси Шамай обнаружили, что некоторые препараты легко собираются в наночастицы, а другие - нет. Они задавались вопросом, могут ли они определить, какие из качеств препарата влияют на его способность образовывать частицу, и использовали алгоритмы машинного обучения для извлечения данных и идентифицировать общие элементы среди хороших производителей частиц.
Ученые SKI продемонстрировали эффективность своих наночастиц с использованием препаратов, называемых ингибиторами MEK. Эти прецизионные лекарства являются эффективным средством лечения некоторых видов рака, включая меланому и рак легких, которые имеют определенные мутации. Но ингибиторы MEK могут также нанести вред нормальным клеткам кожи, вызывая серьезную сыпь, что вносит ограничения в применении препарата.
Лаборатория Хеллера также фокусируется на выявлении рака. Наряду с коллегами он показал, что нанотехнология может предоставить информацию о биомаркерах болезней, которые являются молекулами, указывающими на биологическую активность, например, растет ли опухоль.
Техника, о которой сообщалось в прошлом году в журнале Nature Biomedical Engineering, может выявить ценную информацию о активности болезни в организме. Датчики могут обнаруживать рак у людей с высоким риском или у пациентов, которые успешно лечились, но имеют сильные шансы на рецидив. У тех, кто проходит лечение, датчики могут сразу сообщить, идет ли биомаркер вверх или вниз и, когда это необходимо, помочь врачу узнать, как переключиться с одного препарата на терапию второй линии.
Совсем недавно д-р Хеллер и лаборант Райан Уильямс, доктор философии, вместе с коллегами из Нью-Йоркского университета, показали, что аналогичный имплантируемый наносенсор может обнаруживать биомаркеры рака яичников у животных, результаты, о которых они сообщали в журнал Science Advances .
«Это может звучать как научная фантастика, но мы работаем над ее реализацией», - говорит Хеллер. «Мы стремимся развивать некоторые из наших самых перспективных достижений и доводить их до клинических испытаний».