Наночастицы могут входить в состав переработанных продуктов питания (например, пищевых добавок), потребительских товаров (например, солнцезащитных кремов) и даже лекарственных препаратов. Тогда как эти частицы имеют огромный неизученный потенциал и область применения, согласно данным, полученным учеными Национального университета Сингапура, они могут оказывать нежелательные побочные эффекты на организм человека.
В частности, авторы установили, что противоопухолевый нанопрепарат, предназначенный для уничтожения злокачественных клеток, может ускорять процесс метастазирования. На мышиной модели рака молочной железы они продемонстрировали, что широко используемые наночастицы из золота, диоксида титана, серебра и диоксида кремния, в том числе входящие в состав лекарственных нанопрепаратов, расширяют просветы между клетками кровеносных сосудов. Это облегчает другим клеткам, в том числе злокачественным, перемещение из таких «протекающих» сосудов в ткани и обратно.
30-минутное воздействие наночастиц из диоксида титана на стенки кровеносных сосудов (слева) вызывает формирование пор размером с клетку (справа).
Феномен, который авторы назвали «индуцируемая наноматериалами проницаемость эндотелия» (NanoEL), облегчает перемещение раковых клеток, отделяющихся от первичной опухоли, а также позволяет циркулирующим злокачественным клеткам покидать кровоток и проникать в ткани. Это приводит к быстрому формированию более крупных вторичных опухолей (метастазов), а также их появлению в местах, ранее недоступных для клеток первичной опухоли.
По словам авторов, для онкологических пациентов это означает, что долгосрочный контакт с наночастицами, например, входящими в состав предметов повседневного пользования или загрязнителей окружающей среды, может ускорять прогрессию рака, даже если они не проходят терапию нанопрепаратами. При разработке таких препаратов необходимо учитывать взаимодействие между входящими в их состав наночастицами и биологическими системами организма.
К счастью, описанный механизм можно использовать с пользой для пациентов. Авторы уже пытаются задействовать эффект NanoEL в разработке более эффективных противоопухолевых препаратов. Например, индуцирующие этот эффект наночастицы потенциально могут использоваться для усиления проницаемости сосудов, что облегчит доступ препаратов или стволовых клеток в пораженную ткань, которая изначально может быть недоступна для терапии.
По словам одного из руководителей работы, адъюнкт-профессора Дэвида Леонга (David Leong), на сегодняшний день его группа изучает возможности использования эффекта NanoEL для разрушения незрелых опухолей, которые имеют мало или вообще не имеют кровеносных сосудов с повышенной проницаемостью стенок, которые обеспечивали бы проникновение препаратов внутрь опухоли. Данный подход надо разрабатывать очень тщательно, подбирая оптимальную продолжительность периода воздействия наночастиц на опухоль. Это позволит воздействовать непосредственно на источник заболевания до того, как раковые клетки распространятся по организму и создадут очень серьезную проблему.
Помимо онкологии, данный феномен может найти применение в лечении других состояний, при которых нарушение проницаемости сосудов является ключевым моментом. Например, повреждения органов, такие как фиброз печени, могут приводить к массивному рубцеванию ткани. Это сопровождается снижением проницаемости сосудов и нарушением поступления питательных веществ из кровеносных сосудов в ткани. В настоящее время авторы ищут способы использования эффекта NanoEL для восстановления нормального кровоснабжения зарубцевавшихся тканей.
Статья Fei Peng et al. Nanoparticles promote in vivo breast cancer cell intravasation and extravasation by inducing endothelial leakiness опубликована в журнале Nature Nanotechnology.
Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам National University of Singapore: NUS study: Nanoparticles may promote cancer metastasis.
