Новая разновидность «горячей» химиотерапии

Авторы недавно проведенного исследования показали, что эффективность противоопухолевой терапии повышается на 34%, если прикрепить химиопрепарат к особым магнитным частицам, которые нагревают опухолевые клетки. Результаты этой научной работы были опубликованы в конце 2020 года в журнале Journal of Materials Chemistry.

Исследователи предложили связывать химиопрепараты с наночастицами оксида железа. Последние выделяют тепло при воздействии переменного магнитного поля. Таким полем на организм пациента можно безопасно воздействовать после того, как препарат будет введен и накопится в опухолевой ткани. Два вида терапевтического воздействия — нагревание и химиопрепарат — усиливают эффекты друг друга.

Новый препарат пока был испытан на клеточных культурах «в пробирке». Ему еще предстоит пройти серию доклинических исследований, а затем клинические испытания на людях.Старший автор исследования, профессор Нгуен Т. К. Тхань (Nguyen T. K. Thanh), отмечает:

Наша работа демонстрирует огромный терапевтический потенциал комбинации химиотерапии и нагревания с помощью магнитных наночастиц. Похожий метод уже одобрен для лечения глиобластом, но мы считаем, что его можно успешно применять и при других типах злокачественных опухолей.

Важное преимущество «магнитной» химиотерапии в том, что она с довольно высокой степенью избирательности работает против злокачественных опухолей. С помощью нее можно снизить риск развития побочных эффектов.

Нагревание помогло уничтожить больше раковых клеток
Во время экспериментов ученые прикрепили к магнитным наночастицам химиопрепарат, который довольно часто применяется в онкологической практике — доксорубицин. Они испытали новый вид терапии на культурах клеток рака молочной железы, простаты и глиобластомы, полученных от мышей. Были испробованы разные сценарии «лечения».

В наиболее успешном сценарии доксорубицин в сочетании с нагреванием уничтожил 98% клеток глиобластомы в течение 48 часов, а один только доксорубицин — 73%. При раке молочной железы результаты составили 89 и 77% соответственно.

О том, что раковые клетки обладают повышенной чувствительностью к высоким температурам, известно уже давно. Они погибают при нагревании до 42 градусов, в то время как здоровые клетки остаются жизнеспособными при температурах до 45 градусов.

Авторы работы обнаружили, что эффективность химиотерапии существенно повышается уже при нагревании всего на несколько градусов, до 40° C. А это значит, что для усиления терапевтического эффекта можно использовать довольно низкие дозы магнитных наночастиц.

Наибольший эффект достигался в случаях, когда наночастицы поглощались раковыми клетками. Но они также оказывали действие, выделяя тепло вне опухолевых клеток. Это может существенно упростить проведение лечения. Однако, при более низких температурах, лечебный эффект возникал только тогда, когда частицы всё же проникали внутрь раковых клеток или прикреплялись к их поверхности.

Прицельная атака злокачественной опухоли
Чтобы предотвратить проникновение наночастиц в здоровые ткани, ученые нанесли на них специальное полимерное покрытие. Оно чувствительно к нагреванию и уровню pH. Было обнаружено, что препарат, проникнув в клетку, попадает внутрь особых органелл — лизосом. В них уровень pH более низкий (кислотный) по сравнению с окружающей клеточной средой. Это способствует высвобождению лекарственного препарата.

Такой способ доставки оказался наиболее эффективным при раке предстательной железы. Препарат эффективно уничтожал раковые клетки при нагревании до 42 градусов.

Высокие температуры уже успешно применяются для борьбы со злокачественными опухолями. Например, в «Европейской клинике» при раковом поражении брюшины используется инновационная методика HIPEC: хирурги удаляют из брюшной полости все достаточно крупные опухолевые очаги, а затем промывают ее подогретым раствором химиопрепарата. Это помогает уничтожить оставшиеся мелкие опухолевые очаги. С помощью HIPEC можно существенно продлить жизнь пациентов с канцероматозом брюшины, которые при проведении классического паллиативного лечения имеют весьма плохой прогноз.