Сотрудники физического факультета и факультета фундаментальной медицины МГУ имени М.В. Ломоносова в содружестве с коллегами из Германии впервые продемонстрировали возможность направленного регулирования гибели раковых клеток с использованием наноконтейнеров на основе пористого кремния, загруженных противоопухолевым препаратом.

Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Biomaterials Science & Engineering

Наномедицина в настоящее время является одной из наиболее динамично развивающихся областей исследований. Инновационные диагностические и терапевтические методы, которые могут быть достигнуты с использованием нанотехнологий, поднимают современную медицину на новый высокий уровень. Лекарство, загруженное в наноконтейнеры, может быть доставлено в нужное место и в нужное время, тем самым терапевтический эффект проявляется только в зоне локализации заболевания, а побочные воздействия на здоровые клетки и ткани нивелируются. Доставка с помощью наноконтейнеров может изменить фармакодинамику и фармакокинетику лекарственного препарата.

Нарушение программы гибели является одним из свойств устойчивости раковых клеток к лечению. Поскольку клетка может погибнуть по нескольким механизмам важно не только уничтожать нежелательные клетки, но и регулировать по какому механизму они наиболее эффективно способны исчезнуть. Апоптоз является наиболее изученным и часто встречающимся механизмом гибели клеток, который запрограммирован их природой.

«В представленной работе мы впервые предложили и доказали возможность регулируемого запуска апоптоза в раковых клетках различной этимологии с использованием наноконтейнеров на основе наночастиц пористого кремния, заполненных противораковым препаратом – доксорубицином», – рассказывает Любовь Осминкина, руководитель лабораторией физических методов биосенсорики и нанотераностики физического факультета МГУ.

С применением комплекса биологических и физических методов in-vitro показано, что сами по себе наночастицы пористого кремния не являются токсичными вплоть до очень высоких концентраций даже при продолжительных временах взаимодействия с клетками. Наночастицы имеют удельную площадь поверхности 230 м2/г и их поры заполняются лекарством с эффективностью 48%. Таким образом, беря за факт то, что сами по себе контейнеры не токсичны, легко регулировать дозу лекарства, которое они доставляют в опухолевую клетку.

Методом микро-спектроскопии комбинационного (Рамановского) рассеяния света впервые в динамике продемонстрировано, как, попадая внутрь клеток, наноконтейнеры выпускают лекарство, и затем сами полностью растворяются. При этом лекарство, введенное в клетки с помощью наноконтейнеров, оказывает больший терапевтический эффект, чем лекарство доставленное без контейнера. Апоптоз направленно запускается в клетках при воздействии на них наноконтейнеров, доставляющих относительно низкие дозы докорубицина, высокие дозы доставляемого лекарства приводят к развитию некроза, что подтверждается большим набором методологических подходов.

«Полученные результаты крайне важны для развития дальнейших применений биосовместимых и биорастворимых наноконтейнеров на основе пористого кремния для апоптоз-направленной терапии онкологических заболеваний», – отметил профессор Борис Животовский, руководитель лаборатории исследования апоптоза факультета фундаментальной медицины МГУ.

Проект был поддержан грантами РНФ.