Терапевтические наночастицы, ориентированные на раковые клетки и накапливающиеся в опухоли, не нанося ущерба здоровым тканям, показали многообещающие результаты в проходящих в настоящее время в США клинических испытаниях. Статья об исследовании представлена на обложке он-лайн издания журнала Science Translational Medicine.

Полимерные частицы связаны с молекулами «самонаведения», которые позволяют им специфически атаковать раковые клетки, и это первый случай клинических испытаний подобных наночастиц. Изначально разработанные учеными из Массачусетского технологического института (Massachusetts institute of technology) и бостонской клиники Brigham and Women’s Hospital, эти частицы предназначены для доставки противоракового химиотерапевтического препарата доцетаксела, используемого для лечения рака легких, простаты, молочной железы и других видов рака.

Американские ученые продемонстрировали способность частиц связываться с рецептором на раковых клетках и накапливаться в опухолевой ткани. Доказана безопасность и эффективность наночастиц: в результате лечения во многих случаях было достигнуто сокращение размера опухолей, даже если доза лекарственного препарата была ниже, чем при его традиционном назначении.

«Первые клинические результаты регрессии опухолей даже при низких дозах препарата подтверждают наши доклинические выводы о том, что активные таргетные наночастицы преимущественно накапливаются в опухолях», – говорит Роберт Лангер (Robert Langer), профессор кафедры химической инженерии Массачусетского технологического института, ведущий автор статьи.

Ранее разработанные целевые наночастицы не дошли до клинических испытаний из-за сложностей в создании частицы, одновременно способной к таргетингу опухоли, контролируемо высвобождающей лекарственный препарат и обладающей свойством оставаться невидимой для иммунной системы.

Фаза I клинических испытаний была проведена учеными компании BIND Biosciences, основанной в 2007 году Робертом Лангером и директором лаборатории наномедицины и биоматериалов клиники Brigham and Women’s Hospital Омидом Фарохзадом (Omid Farokhzad), доцентом кафедры анестезиологии Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School).

Лаборатория профессора Лангера начала работать над полимерными наночастицами из биоразлагаемых материалов в начале 1990-х годов. В начале 2000-х годов Лангер и Фарохзад начали сотрудничать в разработке методов активного таргетинга молекул, находящихся на раковых клетках. К 2006 году они продемонстрировали, что целевые наночастицы сокращают размер опухолей у мышей, проложив дорогу к последующей разработке и оценке эффективности наночастицы, названной BIND-014, клинические испытания которой начались в январе 2011 года.

Художественное изображение наночастицы BIND-014.
(Digizyme, Inc)

Наночастицы BIND-014 покрыты специфическими молекулами, распознающими белок ПСМА (простат-специфический мембранный антиген), в изобилии экспрессирующийся на поверхности большинства клеток опухолей простаты, а также на клетках многих других видов раковых опухолей.

Одна из проблем в разработке эффективных наночастиц для доставки лекарств заключается в том, что эти частицы должны одновременно отвечать двум важным требованиям: уметь избегать атак со стороны иммунной системы и достигать намеченных целей.

«Необходимо правильное сочетание этих свойств, потому что, если мы не достигнем правильной концентрации таргетинговых молекул, частицы не попадут в нужные нам клетки, а если частицы не обладают достаточной степенью «невидимости», их поглотят макрофаги», – объясняет профессор Лангер.

Наночастицы BIND-014 имеют три составляющих: первая несет лекарственный препарат, вторая специфически связывается с молекулой-мишенью ПСМА, третья помогает избежать атак макрофагов и других клеток иммунной системы. Несколько лет назад профессор Лангер и доктор Фарохзад разработали способ очень точного управления свойствами, создав широкий набор разнообразных частиц, который помог достичь идеальной композиции.

Частицы сделаны из полимеров, уже разрешенных для медицинского использования Управлением по контролю над качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (U.S. Food and Drug Administration).

В фазе I клинических испытаний, в ходе которой оценивается безопасность потенциального препарата и изучается его воздействие на организм, участвовали 17 пациентов с прогрессирующими или метастатическими опухолями, которые уже прошли курс традиционной химиотерапии. Чтобы определить безопасные дозы, наночастицы назначаются пациентам по возрастающей. К настоящему моменту дозы BIND-014 достигли количества доцетаксела, обычно назначаемого без наночастиц. При этом новых побочных эффектов не выявлено, а известные побочные эффекты доцетаксела выражены мягче.

Через 48 часов после введения концентрация доцетаксела в крови пациентов была в 100 раз выше, чем при его введении в виде обычных инъекций без наночастиц. Более высокая концентрация BIND-014 в крови способствовала взаимодействию наночастиц с опухолями, в результате чего было достигнуто сокращение их размеров, в некоторых случаях при дозах BIND-014, соответствующих 20 процентам обычно назначаемого количества доцетаксела. Кроме того, наночастицы оказались эффективными даже при тех видах опухолей, когда доцетаксел малоактивен, в том числе при раке шейки матки и раке желчных протоков.

В доклинических испытаниях в течение первых 24 часов у получавших наночастицы животных концентрация доцетаксела в опухолях была до десяти раз выше, чем у животных, получавших обычные инъекции доцетаксела, и лечение наночастицами приводило к более выраженному сокращению опухолей.

«Это исследование впервые показывает, что можно создать лекарства как с адресными, так и программируемыми свойствами, терапевтический эффект которых сконцентрирован непосредственно на месте заболевания, потенциально революционизируя лечение сложных болезней, таких как рак», – комментирует свою работу доктор Фарохзад.

Фаза I клинических испытаний еще не закончена: ученые продолжают изучать эффекты увеличения дозы. Но компания BIND Biosciences уже планирует вторую фазу, в ходе которой будет дана оценка эффективности лечения на большем количестве пациентов.

Аннотация к статье

Preclinical Development and Clinical Translation of a PSMA-Targeted Docetaxel Nanoparticle with a Differentiated Pharmacological Profile