Микромехурчетата и ултразвукът може да изглеждат като странна двойка, но наскоро видяхме как тези две сили се комбинират с голям ефект в света на медицината. Новоразработено лечение използва тези инструменти за доставяне на лекарства за имунотерапия с голяма сила, значително намалявайки растежа на тумора при миши модели на рак на гърдата.
Разработена от учени от Югозападния университет на Тексас, новата техника е наречена Имунотерапия на рака с помощта на микромехурчета с ултразвук (МУЗИКА) и добавя към нарастващия списък с вълнуващи технологии в това пространство. Те включват използване на микромехурчета за презареждане на ултразвука за по-ясно изобразяване на сърцето, разгръщането им за отваряне на кръвно-мозъчната бариера и доставяне на лекарства за Алцхаймер или вкарване на лазери в сместа за разпрашаване на артериалната плака.
Виждаме също обещаващ напредък в контекста на лечението на рак. Един подход включва инжектиране на малки пълни с газ мехурчета в тумори и използване на ултразвук, за да ги експлодира, причинявайки механичен стрес, който премахва раковите клетки. Друг насочва тъканите с ултразвукови вълни, за да генерира малки мехурчета отвън, което може да се окаже особено полезно при лечение на труднодостъпни тумори.
Създателите на техниката MUSIC я описват като първа по рода си и разликата е, че тя е предназначена да доставя лекарства, а не да убива раковите клетки с насилствени смущения. Това не означава, че механичният стрес не играе роля, обаче, с ултразвуковите вълни, използвани за изковаване на малки отвори в клетъчните мембрани за навлизане на лекарства, както обяснява съавторът на изследването Жак Лукс.
“Когато са изложени на ултразвуково поле, микромехурчетата осцилират”, каза той. “Ако тези микромехурчета са свързани с клетките, когато са изложени на достатъчно висок ултразвуков интензитет, осцилацията ще избута и издърпа клетъчната мембрана. Това създава пори, които отварят вратата за доставка на товар от микромехурчета в цитозола на клетките.”
Системата на екипа се състои от микромехурчета, заредени с цикличния динуклеотид cGAMP, който е естествен агент, който задейства засилен имунен отговор към тумори чрез активиране на път, известен като cGAS-STING. Методите за доставка на cGAMP са възпрепятствани от лошата стабилност и скоростта на влизане в клетката, но екипът вярва, че е разгледал тези проблеми със своята нова платформа.
Микромехурчетата също носят антитела, които им помагат специфично да се насочат към определени имунни клетки, наречени антиген-представящи клетки (APCs). Поради ултразвуково-индуцираната осцилация на клетъчната мембрана, cGAMP е в състояние по-ефективно да инфилтрира APC и да активира пътя на cGAS-STING. Това от своя страна подготвя имунните Т-клетки за атака, които след това се насочват и елиминират туморните клетки.
Това е първият път, когато учените са успели да доставят cGAMP директно в APC, а при експерименти с тройно отрицателен рак на гърдата при миши модели е установено, че техниката значително намалява растежа на тумора. Шестдесет процента от третираните мишки претърпяха пълно унищожаване на тумора, докато техниката генерира и антитуморна памет в Т-клетките, която помага за предотвратяване на рецидив на туморите.
Югозападен университет на Тексас
В отделни експерименти върху миши модели на метастазирал рак на гърдата, екипът установи, че техниката може да бъде насочена към първични тумори и да активира мощен Т-клетъчен отговор, при който клетките изминават големи разстояния, за да се справят с раковите лезии в различни части на тялото. Добавянето на общо лекарство за имунотерапия към сместа под формата на PD-1 блокер предотвратява прогресията на заболяването още повече. Тази комбинирана терапия води до 76% по-висока средна преживяемост от PD-1 блокера самостоятелно.
„Инжектирахме нашите микромехурчета в първичния тумор, приложихме ултразвук и открихме, че метастатичните тумори – като тумори, разположени в белите дробове – изчезват“, каза Лукс.
Работата в полза на екипа, тъй като разглежда клиничното внедряване на технологията, е, че микромехурчетата вече често се използват като контрастиращ агент в ултразвуковото изображение. Техниката MUSIC също изглежда има ниска токсичност и учените вярват, че нейната силно насочена природа може да помогне за избягване на някои от широко разпространените възпаления, свързани с други методи за доставка на cGAMP.
„Ултразвуковите скенери са по-достъпни от другите начини за изобразяване и присъстват във всички болнични условия в Съединените щати“, каза Лукс. „Наличието на сравнително евтина, ориентирана към изображението терапевтично средство за подобряване на лечението на пациенти с рак би било вълнуващо.“
Изследването е публикувано в списанието Природни нанотехнологии.
Източник: Югозападен университет на Тексас
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
