Опухоли молочной железы, которые являются так называемыми тройными отрицательными, в значительной степени устойчивы к существующим противораковым препаратам, что дает пациентам особенно плохой прогноз. Исследователи из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST), Саудовская Аравия, и сотрудники в настоящее время изучают потенциальный терапевтический вариант для таких опухолей, основанный на специфическом для опухоли воздействии наночастиц оксида цинка (ZnO).
Предыдущие исследования показали, что лечение ZnO может убивать раковые клетки, оставляя здоровые клетки нетронутыми.
Однако механизм плохо определен; некоторые данные предполагают, что частицы ZnO попадают в опухолевые клетки и растворяются в них, в то время как другие данные свидетельствуют о том, что клетки поглощают свободный цинк, высвобождаемый при растворении этих частиц в кислой среде опухоли.
В исследовании, проведенном Джасмин Мерзабан, доцентом кафедры биологических наук KAUST, и Александрой Портер из Имперского колледжа Лондона, доктором философии.D. студенты Басма Отман и Айман Абуэлела использовали микроскопию, чтобы понаблюдать за тем, что произошло, когда трижды отрицательные клетки опухоли молочной железы были обработаны ZnO. Для сравнения они использовали как обычные нецелевые наночастицы ZnO, так и целевые наночастицы, помеченные пептидом, который специфически распознает белок, обнаруженный на поверхности раковых клеток.
Результаты однозначно подтвердили модель, в которой наночастицы потребляются клетками, прежде чем вызвать гибель клеток.
«Мы смогли наблюдать в реальном времени за поглощением обоих классов наночастиц ZnO и подтвердить последующее повышение концентрации ионов цинка в клетках до их гибели», – сказал Мерзабан.
Нацеленные наночастицы оказались значительно более эффективными в уничтожении трижды отрицательных клеток в культуре, требуя более низких доз ZnO.
Однако эксперименты с визуализацией в реальном времени также выявили значительную вариабельность реакции отдельных клеток на лечение, при этом некоторые клетки быстро погибают, а другие остаются на месте.
Исследователи предполагают, что эта гетерогенность может отражать наличие относительно устойчивых к лекарствам субпопуляций раковых стволовых клеток.
«Многие считают, что эти клетки ответственны за рецидив рака после традиционных методов лечения, таких как химиотерапия», – отметил Мерзабан.
Устранение таких раковых стволовых клеток может стать большой победой над трудно поддающимися лечению опухолями. В настоящее время исследователи изучают, ответственны ли такие клетки за гетерогенный ответ, наблюдаемый в их экспериментах, с целью повышения эффективности их подхода.
Параллельно с этим Мерзабан планирует начать исследования на животных, которые помогут лучше понять клиническую применимость ZnO.
«Мы намерены использовать инструменты визуализации in vivo, чтобы определить, насколько эффективны эти наночастицы в индукции гибели клеток рака груди в опухолевых мышах», – сказала она. "Мы очень рады потенциалу этих и других наночастиц как части будущего медицины."