Ученые Сеченовского Университета разработали новую систему доставки лекарственных препаратов, способную усиливать противоопухолевый эффект и воздействовать на опухолевые клетки, нечувствительные к стандартной химиотерапии при саркоме Юинга. Результаты исследования опубликованы в журнале Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine.
Саркома Юинга — агрессивная злокачественная опухоль, которая чаще всего развивается у детей и подростков и характеризуется высоким риском рецидивов. Одной из ключевых проблем лечения является формирование лекарственной устойчивости. Для ее преодоления исследователи предложили использовать микрочастицы на основе лактоферрина — природного белка, обладающего высокой биосовместимостью и способностью взаимодействовать с опухолевыми клетками. Производителем лактоферрина выступил Институт биологии гена РАН, который в консорциуме с Сеченовским Университетом разрабатывает препараты для иммунной инженерии, 3D-биопечати и клеточных технологий.
Лактоферрин ученые объединили с хондроитинсульфатом, что позволило создать стабильную систему доставки, в которую они загрузили ингибитор карбоангидразы II — экспериментальное противоопухолевое соединение OX72. Такая комбинация обеспечила защиту препарата и его направленное высвобождение в опухолевой ткани.
«Изначально мы разрабатывали препараты на основе лактоферрина для задач регенерации кожи. В процессе создания систем пролонгированной доставки лактоферрина в ткани стало очевидно, что эти системы могут быть использованы не только для самого белка, но и для адресной доставки лекарственных препаратов. Нам показалась перспективной идея применить созданную нами разработку в онкологии», — пояснил руководитель Центра инновационных коллагеновых разработок Артем Антошин.
Эксперименты на клеточных культурах показали, что микрочастицы обеспечивают контролируемое, в том числе pH-зависимое, высвобождение препарата в течение суток и усиливают его цитотоксический эффект. Система продемонстрировала эффективность как в отношении стандартных клеточных линий саркомы Юинга, так и в отношении клеток, устойчивых к доксорубицину — одному из основных препаратов химиотерапии.
Механистический анализ показал, что комбинированное действие микрочастиц и OX72 запускает в опухолевых клетках ферроптоз — форму программируемой клеточной гибели, связанную с нарушением обмена железа и развитием окислительного стресса. В отличие от апоптоза, этот механизм сохраняется даже в опухолях с выраженной лекарственной резистентностью.
«Саркома Юинга часто перестает отвечать на стандартную химиотерапию. Мы показали, что использование лактоферриновых микрочастиц в сочетании с ингибитором карбоангидразы позволяет активировать альтернативный механизм гибели опухолевых клеток — ферроптоз. Это создает основу для разработки новых подходов к терапии лекарственно-устойчивых форм заболевания», — отметил ведущий научный сотрудник Института регенеративной медицины Сеченовского Университета профессор Илья Уласов.
Дополнительным преимуществом предложенной системы является селективность: лактоферрин эффективно взаимодействует с рецепторами, которые часто избыточно экспрессируются на поверхности опухолевых клеток, что способствует накоплению препарата в зоне поражения.
Исследователи подчеркивают значимость полученных результатов для дальнейших исследований в области терапии саркомы Юинга.