Тераностические наносистемы – они сочетают в себе как терапевтические, так и диагностические функции – представляют новую захватывающую возможность для доставки лекарств к конкретным клеткам и выявления участков заболевания. Бин Лю из Института исследований и инженерии материалов A * STAR и его коллеги из Национального университета Сингапура создали наночастицы с двумя различными противораковыми функциями и функцией визуализации, которые стимулируются по запросу одним источником света1. Наночастицы также обладают свойством нацеливания на клетки, необходимым для лечения и визуализации в правильных местах.
Система построена на основе полимера на основе полиэтиленгликоля, который несет небольшой пептидный компонент, который позволяет ему связываться преимущественно с конкретными типами клеток. Сам полимер служит фотосенсибилизатором, который может стимулироваться светом для высвобождения активных форм кислорода (АФК). Он также содержит химиотерапевтический препарат доксорубицин в форме пролекарства.
Естественная флуоресценция полимера помогает в диагностике и мониторинге терапии, поскольку показывает, где скопились наночастицы. АФК, генерируемые световой стимуляцией, обладают прямой «фотодинамической» терапевтической активностью, которая разрушает клетки-мишени. АФК дополнительно разрывают связь между полимером и доксорубицином.
Таким образом, раковые клетки могут подвергаться двусторонней атаке со стороны терапии ROS и химиотерапевтического препарата, который выделяется в них (см. Изображение).
«Это первая наноплатформа, которая может предложить фотодинамическую терапию и химиотерапию под контролем визуализации и по запросу с запуском высвобождения лекарства с помощью одного переключателя света», – объясняет Лю, подчеркивая важность системы.
Исследователи продемонстрировали мощь своей платформы, применив ее к смеси культивируемых раковых клеток, некоторые из которых сверхэкспрессировали поверхностный белок, который мог связываться с целевым пептидом на наночастицах.
Флуоресцентная визуализация показала, что наночастицы поглощались клетками-мишенями и что в этих клетках высвобождались АФК и доксорубицин – все на значительно более высоких уровнях, чем в клетках, используемых в качестве контроля. Доксорубицин, который высвобождается в цитоплазме клетки, легко проникает в ядро - место его активности.
Важно отметить, что комбинированная терапия имела больший цитотоксический эффект, чем любая отдельная терапия.
«Белый свет, используемый в этой работе, недостаточно проникает в ткани для применения in vivo», – объясняет Лю, «но сейчас мы пытаемся использовать ближний инфракрасный лазерный свет для улучшения проникновения в ткани и перейти к терапии рака по требованию."Она также предполагает, что с некоторыми модификациями система может быть подходящей для диагностики и лечения других патологических процессов, включая воспаление и ВИЧ-инфекцию.