Сочетанное применение высокой температуры, химиотерапии и инновационной системы доставки лекарственных препаратов на основе нанотехнологий может существенно повысить эффективность специфического лечения при раке яичника с одновременной минимизацией побочных токсичных эффектов цитостатиков.
Данные получены в ходе исследования ученых из Университета штата Орегон (Oregon State University), США, и Научно-исследовательского центра по нанотехнологиям «Ocean NanoTech» в Спрингдейле, США. Данные, полученные до настоящего времени лишь в лабораторных условиях, продемонстрировали, что комбинированное применение мягкой гипертермии и химиотерапии может уничтожать 95% раковых клеток. Ученые рассчитывают на повышение клинической эффективности метода в ходе дальнейших экспериментов.
Значимость работы, по мнению авторов, обусловлена тем, что при овариальном раке, лидирующем в нозологической структуре онкоассоциированной смертности среди женщин, часто развивается резистентность к химиотерапевтическим препаратам при повторном проведении химиотерапии после первичной ремиссии процесса. Ежегодно в мире от данного онкологического заболевания умирают более 150 тыс. женщин.
Овариальный рак в редких случаях диагностируют на ранних стадиях, что обусловливает необходимость проведения химиотерапии в дополнение к хирургическому лечению. В высшей степени важно достижение максимальной эффективности химиотерапии при проведении первичного курса.
Известно, что гипертермия способствует уничтожению раковых клеток, однако достижение селективной гипертермии раковых клеток является существенной проблемой. Инновационная система доставки, созданная учеными, основана на использовании наночастиц оксида железа, покрытых оболочкой из химиотерапевтического препарата, которые нагреваются при проникновении в раковые клетки.
Благодаря беспрецедентным совместным усилиям группы ученых — инженеров, физиков и фармацевтов — были разработаны и другие инновации для оптимизации новой системы.
Для обеспечения тропности наночастиц к раковым клеткам использовали специфический пептид, а также наночастицы наиболее оптимального размера — не крупные и не слишком мелкие — с целью исключения возможной элиминации их иммунной системой. Применение особого покрытия из полиэтиленгликоля усиливало уникальный «стелс»-эффект наночастиц и предупреждало их агрегацию. Структура полимера — полиэтиленгликоля — создана с расчетом на резкое ослабление его связи с химиопрепаратом в кислой среде раковой клетки, что обеспечивает высвобождение активного вещества в необходимом месте.
Гипертермия в раковых клетках достигается путем электромагнитного воздействия на наночастицы, которые поглощают энергию электромагнитного поля и нагреваются.
Результаты экспериментальных исследований на раковых клетках яичника показали, что применение химиопрепарата в весьма умеренных дозах в сочетании с нагреванием раковых клеток до 40 °С приводило к уничтожению практически всех раковых клеток и было более эффективным, чем изолированное применение каждого из названных методов.
Цитостатический эффект доксорубицина, цитостатика, часто применяемого в специфической терапии при злокачественных заболеваниях, в отношении раковых клеток в ходе исследования оказался невысоким — 70% раковых клеток после воздействия препарата оставались живыми. В результате применения новой методики химиотерапии жизнеспособными остаются лишь 5% раковых клеток.
Ученые оптимистичны в оценках полученных результатов. Лечение при онкологических заболеваниях — всегда непростой процесс, новые методики позволят врачам-онкологам повысить эффективность специфического противоракового лечения, применяя токсичные химиопрепараты в более низких дозах, минимизируя риск развития побочных эффектов и развития лекарственной резистентности. В инновационной методике гипертермию применяют не для поражения раковых клеток, а лишь для повышения эффективности химиопрепаратов.
Наночастицы оксида железа применяли и ранее в терапии при онкологических заболеваниях, например раке молочной железы, однако не в комплексе с системой доставки, разработанной специалистами из Университета штата Орегон.
Для внедрения новой методики во врачебную практику необходимо выполнение исследований на животных, а также проведение клинических исследований. Разработанную систему доставки химиопрепаратов в дальнейшем для повышения эффективности химиотерапии могут применять в терапии злокачественных новообразований других локализаций — например при раке предстательной железы или раке поджелудочной железы.
Oregon State University (2013) Nanotech system, cellular heating may improve treatment of ovarian cancer. ScienceDaily, October 18 (www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131017135212.htm).
Taratula O., Dani R.K., Schumann C. (2013) Multifunctional nanomedicine platform for concurrent delivery of chemotherapeutic drugs and mild hyperthermia to ovarian cancer cells. Int. J. Pharm., October 1 [Epub ahead of print].
Ольга Федорова
