Лечение рака на поздних стадиях часто требует применения различных терапий, включая химиотерапию, хирургические вмешательства и облучение. Однако такие подходы могут вызывать серьезные побочные эффекты и не всегда приводят к положительным результатам.
В стремлении улучшить эффективность лечения исследователи из Массачусетского технологического института разработали уникальные крошечные частицы, которые могут быть имплантированы в опухоль для одновременного проведения тепловой и химиотерапии. Новый метод помогает уменьшить побочные эффекты традиционной химиотерапии, которая обычно вводится внутривенно, и обеспечивает комбинированный эффект, способный продлить жизнь пациента.
Исследования на мышах показали, что данная двойная терапия в большинстве случаев полностью уничтожала опухоли и значительно увеличивала продолжительность жизни животных. Ана Якленек, старший научный сотрудник Института интегративных исследований рака Коха, отметила: «Эта технология может быть особенно полезна в лечении быстрорастущих опухолей. Мы стремимся контролировать их рост, что может продлить жизнь пациентов или, по крайней мере, улучшить её качество».
В исследовании, проведенном под руководством Марии Канелли, участвовали также Анжела Белчер и Роберт Лангер. Результаты работы были опубликованы в журнале ACS Nano.
Помимо химиотерапии, команда исследовала возможность использования фототерапии, при которой свет убивает раковые клетки. Фототерапия включает в себя имплантацию частиц, которые можно нагревать с помощью внешнего лазера, что позволяет уничтожать опухолевые клетки, не повреждая окружающие ткани.
Исследователи выбрали дисульфид молибдена в качестве фототерапевтического агента, поскольку он эффективно преобразует лазерный свет в тепло. Это дает возможность использовать менее мощные и более безопасные для пациентов лазеры.
Для создания микрочастиц, способных доставлять оба типа лечения, команда объединила нанолисты дисульфида молибдена с химиотерапевтическими препаратами — доксорубицином и виолацеином. Эти компоненты смешивались с биосовместимым полимером поликапролактоном, после чего полученная смесь высушивалась и прессовалась в частицы размером около 200 микрометров.
При введении в опухоль эти частицы остаются на месте, а внешний лазер может использоваться для их нагрева во время сеанса лечения. Нагрев может проникать в ткани на глубину нескольких сантиметров, непосредственно воздействуя на опухоль. Как отметила Канелли: «Преимущество данной платформы заключается в том, что её нужно вводить всего один раз. Затем лазер высвобождает лекарство и одновременно нагревает частицы для уничтожения раковых клеток».
Чтобы определить оптимальные настройки для лазерного лечения, исследователи применили алгоритмы машинного обучения, включая уровень мощности, продолжительность и концентрацию фототерапевтического агента. Цикл лечения длится около трех минут, в течение которых частицы нагреваются до 50 градусов Цельсия, что достаточно для уничтожения раковых клеток и высвобождения химиотерапевтического препарата из полимера.
Нилкан Бардхан, соавтор исследования, подчеркнул: «Эта оптимизированная лазерная система позволяет проводить локальную химиотерапию с низкими дозами, используя способность ближнего инфракрасного света проникать глубоко в ткани. Это комбинированное воздействие снижает побочные эффекты, характерные для традиционной химиотерапии».
В ходе испытаний на мышах с агрессивными опухолями исследователи имплантировали около 25 микрочастиц в каждую опухоль и провели три сеанса лазерного лечения с интервалом в три дня. В результате опухоли были полностью уничтожены, а животные прожили значительно дольше, чем те, кто получал только одно лечение или не проходил его вовсе.
«Контроль за высвобождением лекарства с помощью света после введения единственной дозы частиц — это серьезный прорыв, — отметила Белчер. — Это может сделать лечение менее болезненным и повысить приверженность пациентов».
Полимер, использованный для создания частиц, уже одобрен FDA для медицинских устройств.
Источник: knowridge.com
Источник
