Эффективность наночастиц повышают обманом

Чтобы лекарственные наночастицы работали в организме дольше, иммунную систему нужно отвлечь от них на что-то другое.

Любое лекарство в нашем теле работает временно: его расщепляют ферменты, его выводят из крови почки. А если говорить о лекарственных наночастицах, то тут добавляется ещё одна проблема – наш иммунитет. Иммунная система очень хорошо умеет очищать наши ткани от всевозможных подозрительных частиц, начиная от вирусов и заканчивая, например, частицами дыма. Конечно, вирусы за миллионы лет эволюции научились противостоять иммунитету так, чтобы всё-таки задержаться в организме хозяина. Но у наночастиц, которые создают, например, для лечения рака, таких механизмов нет – большинство разновидностей наночастиц, попав в кровоток, очень быстро поглощаются иммунными клетками и не успевают дойти до опухоли.

Сотрудники Московского физико-технического института вместе с коллегами из Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН и Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН нашли способ отвлечь иммунную систему от поедания наночастиц – по крайней мере, на какое-то время. Известно, что иммунитет очищает кровь от эритроцитов, отработавших свой срок (в день у нас уходит примерно 1% эритроцитов). Исследователи предположили, что иммунную систему можно чуть сильнее увлечь удалением эритроцитов, чтобы она перестала следить за наночастицами.

Это удалось сделать с помощью антител, которые связывались с эритроцитами и указывали иммунным клеткам, что их нужно уничтожить. Такие антитела вводили мышам, и в результате, как говорится в Nature Biomedical Engineering, время циркуляции наночастиц в кровотоке увеличилось в десятки раз – так, некоторые наночастицы плавали в крови не 3–5 минут, а около часа. Эритроцитов же, конечно, хоть и становилось меньше, чем обычно, но их число падало только на 5%, и для мышей всё ограничивалось лишь лёгкой анемией. То есть обман удался – иммунитет действительно отвлёкся на эритроциты, упустив из виду наночастицы.

Авторы работы подчёркивают, что таким образом можно улучшить действие самых разных частиц, от 8 до 100-нанометровых и до крупных микронных частиц, и даже тех, которым делают особое покрытие, защищающее их от иммунитета. При этом иммунная активность по отношению к бактериям не уменьшается: иммунные клетки ловят микробов, пусть даже  в крови их очень немного.

Метод опробовали среди прочего на противоопухолевых наночастицах, которых собирают в опухоли с помощью магнитного поля. Если иммунитет отвлекали на эритроциты, доставка наночастиц в опухоли различной природы улучшалась до 23 раз. Обманув иммунитет, удалось эффективно пролечить меланому с помощью частиц, нагруженных магнетитом и доксорубицином (химиотерапевтическим препаратом) – обычно такие частицы оказывались совершенно неработоспособны. Метод работает на образцах человеческих опухолей, привитых мышам, и, что важно, он позволяет повысить эффективность препаратов, которые уже существуют и которые хорошо работают против раковых клеток в клеточных культурах, но плохо – в условиях целого организма.

Более того, антитела против эритроцитов – тоже не нечто неслыханное для медицины: их используют при некоторых болезнях крови, при иммунотромбоцитопении, а также при профилактики резус-конфликта. Иными словами, объединив в одной терапевтической схеме уже существующие и даже вполне проверенные лекарства, можно, наконец, значительно расширить область применения наночастиц, сделав их по-настоящему эффективными с клинической точки зрения. 

По материалам пресс-службы МФТИ