Глиобластома считается наиболее агрессивной опухолью головного мозга. Даже при своевременном лечении выживаемость остается низкой, и большинство из пациентов живут в среднем 15-18 месяцев после постановки диагноза. Из-за большого разброса характеристик глиобластомы и локализации в хорошо защищенном органе лечение этого заболевания является сложной задачей.
Новая система доставки лекарств на основе нанотехнологий, созданная группой биоинженеров из университетов Миннесоты и Джона Хопкинса, способна улучшить показатели выживаемости за счет точного нацеливания на первичную опухоль.
Главное препятствие, не позволяющее лекарственным веществам через кровоток поступать в опухоли мозга, – это гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), который необходим для защиты мозга от токсинов, но также может блокировать молекулы лекарств. Используя нанотехнологии, группа создала одноцепочечную ДНК (single-stranded DNA, ssDNA), способную проходить через ГЭБ. Из ssDNA и других молекул была создана самосборная нанотрубка, которая может переносить терапевтические препараты.
Чтобы испытать точность доставки противоопухолевого «груза» нанотрубками ssDNA, исследователи ввели их в оба полушария мозга мышей: одно полушарие было здоровым, а второе поражено глиобластомой. Нанотрубки накапливались в опухолях, но отсутствовали на здоровой половине мозга, что свидетельствует о безопасности нового метода доставки для здоровых клеток. При введении нанотрубок в вену на хвосте животных, результаты были те же. Это доказывает, что они успешно прошли через ГЭБ и достигли мозга.
Полное хирургическое удаление глиобластомы невозможно, так как это множественная опухоль, и следы раковых клеток могут остаться, вызывая рецидив. Поэтому после операции пациенты получают курс химиотерапии. В рамках своего исследования группа оценила нанотрубки как средство доставки химиотерапевтического препарата доксорубицина. Для этого мышам ввели клетки глиобластомы, чтобы смоделировать остаточные раковые клетки после резекции опухоли. После этого в мозг грызунов был имплантирован инфузионный насос для проведения различных процедур. Часть мышей получала «пустые» нанотрубки, а другие получали доксорубицин непосредственно в ткань мозга или с помощью нанотрубок ДНК.
Лечение продолжалось две недели, за мышами наблюдали около полутора месяцев. Мыши, которые получали доксорубицин в нанотрубках, показали увеличение выживаемости: половина из них дожила до конца исследования. Примечательно, что мыши, непосредственно получавшие доксорубицин, страдали от токсического поражения печени и селезенки. Напротив, в тканях селезенки и печени мышей, которым вводили нанотрубки без груза и с доксорубицином, не было обнаружено существенных изменений.
Полученные результаты показали, что нанотрубки ssDNA являются многообещающим инструментом для доставки противоопухолевых молекул к опухолям головного мозга.
Статья M.A.Harris et al. ssDNA nanotubes for selective targeting of glioblastoma and delivery of doxorubicin for enhanced survival опубликована в журнале Science Advances.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru по материалам Johns Hopkins University: DNA nanotubes deliver therapeutics to glioblastoma tumors.
