Наночастицы, воздействующие на рак, приближаются к испытаниям на людях
Новая технология позволяет исследователям производить гораздо больше частиц гораздо быстрее, используя последовательные методы, соответствующие стандартам безопасности.
За последнее десятилетие профессор института Паула Хаммонд '84, доктор философии '93 и ее студенты использовали технику, известную как послойная сборка, для создания множества полимерных наночастиц, которые могут быть загружены противораковыми препаратами. Частицы, которые могли бы предотвратить многие побочные эффекты химиотерапии, воздействуя непосредственно на опухоли, доказали свою эффективность в исследованиях на мышах. Теперь исследователи придумали технику, которая позволяет им производить гораздо больше частиц за гораздо меньшее время, приближая их к использованию человеком.
«Системы наночастиц, которые мы разрабатываем, подают большие надежды, и в последнее время мы действительно воодушевлены успехами, которые мы наблюдаем на животных моделях в лечении рака яичников», — говорит Хэммонд, старший автор статьи о новой технологии вместе с Дарреллом Ирвином, профессором Исследовательского института Скриппса.
В оригинальной технологии производства слои с различными свойствами могут быть нанесены путем попеременного воздействия на частицу положительно и отрицательно заряженных полимеров с тщательной очисткой для удаления излишков полимера после каждого применения. Каждый слой может нести терапевтические средства, а также молекулы, которые помогают частицам находить и проникать в раковые клетки. Но этот процесс занимает много времени и его будет трудно масштабировать.
В новой работе исследователи использовали микрофлюидное смесительное устройство, которое позволяет им последовательно добавлять слои по мере того, как частицы протекают через микроканал. Для каждого слоя они могут точно рассчитать, сколько полимера необходимо, что исключает медленный и дорогостоящий этап очистки и значительно экономит материальные затраты.
Эта стратегия также способствует соблюдению требований GMP (надлежащей производственной практики) FDA, которые гарантируют, что продукция соответствует стандартам безопасности и может производиться последовательно. «Гораздо меньше шансов на какую-либо ошибку оператора или несчастный случай», — говорит Иван Пирес, доктор философии '24, постдок в Brigham and Women's Hospital и приглашенный ученый в Институте Коха, который является ведущим автором статьи вместе с Эзрой Гордоном '24. «Мы можем создать инновацию в наночастицах слой за слоем и быстро произвести ее таким образом, чтобы мы могли перейти к клиническим испытаниям».
За считанные минуты исследователи могут сгенерировать 15 миллиграммов наночастиц (достаточно примерно для 50 доз для определенных грузов), что заняло бы около часа при оригинальном процессе. Они говорят, что это означает, что было бы реалистично произвести более чем достаточно для клинических испытаний и использования пациентами.
Для демонстрации метода исследователи создали слоистые наночастицы, загруженные иммунной молекулой интерлейкин-12; ранее они показали, что такие частицы могут замедлять рост опухолей яичников у мышей. Те, что были изготовлены с использованием нового метода, вели себя аналогично оригиналам и смогли прикрепиться к раковой ткани, не проникая в раковые клетки. Это позволяет им служить маркерами, активирующими иммунную систему в опухоли, что может задержать рост опухоли и даже привести к излечению в мышиных моделях рака яичников.
Исследователи подали заявку на патент и работают с Центром технологических инноваций имени Дешпанде Массачусетского технологического института в надежде создать компанию для коммерциализации технологии, которую, по их словам, можно было бы также применять при глиобластоме и других видах рака.
Источник: www.technologyreview.com