Ученые нашли новый способ доставлять противораковые препараты к опухолям, не нанося вреда другим клеткам организма.

Исследователи из Института интегративных нанонаук и из Технологического университета в Германии взяли за основу естественный процесс — продвижение сперматозоидов к матке.

Они использовали способность сперматозоидов к передвижению в качестве движущей силы, поместив внутрь лекарственный препарат и заключив сперматозоиды в металлические оболочки. Воздействуя на них магнитным полем, ученые задавали сперматозоидам направление.

Исследование пока не опубликовано в рецензированном журнале, но с его текстом можно ознакомиться на сайте arXiv.org.

Доставка эффективных доз лекарств к опухоли без повреждения других клеток — одна из основных проблем в исследованиях по лечению рака. Защитить организм от токсичного воздействия противораковых препаратов оказалось возможно благодаря упаковке молекул лекарства в липосомы, микроскопические липидные пузырьки.

Однако помимо защиты организма необходимо еще найти способ доставить лекарство к опухоли. Для этого можно было бы использовать бактерии, но наша иммунная система расправится с ними задолго до того, как они достигнут своей цели.

Поэтому ученые попробовали использовать для этой цели сперматозоидов — по крайней мере, для лечения рака женской репродуктивной системы: влагалища, шейки матки, маточных труб. Сперматозоиды изначально приспособлены для передвижения в репродуктивном тракте, их мембраны хорошо защищают лекарство от взаимодействия со здоровыми клетками, да и объем препарата, который может нести один сперматозоид, довольно внушителен.

Для эксперимента ученые использовали сперму быка и препарат доксорубицин, используемый для химиотерапии при гинекологических раковых заболеваниях. Чтобы контролировать движение сперматозоидов, команда с помощью двухфотонной 3D-нанолитографии создала для них специальную «броню» — сделанные из железа и титана пустые усеченные конусы с четырьмя рукоятками.

Сперматозоиды помещаются внутрь конуса и закрепляются там с помощью рукояток, а при достижении опухоли и столкновении с ней рукоятки разжимаются, выпуская сперматозоид и позволяя лекарству попасть внутрь опухоли.

Перемещение сперматозоидов контролируется с помощью магнитных полей, на которые реагирует их «броня».

 

IFW Dresden/Chemnitz University of Technology

Для проверки работоспособности метода ученые провели ряд тестов с опухолями, выращенными из линии «бессмертных» раковых клеток HeLa. Хотя металлическая оболочка почти вдвое замедлила скорость передвижения сперматозоидов, а препарат сократил расстояние, на которое они способны перемещаться, сперматозоиды все же оказались способны, будучи направляемыми магнитом, добираться до раковых клеток и доставлять в них лекарство.

«Несмотря на то что до использования этой системы in vivo еще предстоит решить несколько задач (например, визуализация процесса, улучшение контроля высвобождения сперматозоидов и пр.), ее применение для диагностики и лечения раковых опухолей возможно уже в ближайшем будущем», — заключают авторы исследования.

Рак репродуктивных органов каждый год становится причиной смертей сотен тысяч женщин по всему миру, так что новый способ, возможно, спасет множество жизней. Кроме того, его можно будет использовать для лечения и других заболеваний, например эндометриоза.

Ученые нашли новый способ доставлять противораковые препараты к опухолям, не нанося вреда другим клеткам организма.

Исследователи из Института интегративных нанонаук и из Технологического университета в Германии взяли за основу естественный процесс — продвижение сперматозоидов к матке.

Они использовали способность сперматозоидов к передвижению в качестве движущей силы, поместив внутрь лекарственный препарат и заключив сперматозоиды в металлические оболочки. Воздействуя на них магнитным полем, ученые задавали сперматозоидам направление.

Исследование пока не опубликовано в рецензированном журнале, но с его текстом можно ознакомиться на сайте arXiv.org.

Доставка эффективных доз лекарств к опухоли без повреждения других клеток — одна из основных проблем в исследованиях по лечению рака. Защитить организм от токсичного воздействия противораковых препаратов оказалось возможно благодаря упаковке молекул лекарства в липосомы, микроскопические липидные пузырьки.

Однако помимо защиты организма необходимо еще найти способ доставить лекарство к опухоли. Для этого можно было бы использовать бактерии, но наша иммунная система расправится с ними задолго до того, как они достигнут своей цели.

Поэтому ученые попробовали использовать для этой цели сперматозоидов — по крайней мере, для лечения рака женской репродуктивной системы: влагалища, шейки матки, маточных труб. Сперматозоиды изначально приспособлены для передвижения в репродуктивном тракте, их мембраны хорошо защищают лекарство от взаимодействия со здоровыми клетками, да и объем препарата, который может нести один сперматозоид, довольно внушителен.

Для эксперимента ученые использовали сперму быка и препарат доксорубицин, используемый для химиотерапии при гинекологических раковых заболеваниях. Чтобы контролировать движение сперматозоидов, команда с помощью двухфотонной 3D-нанолитографии создала для них специальную «броню» — сделанные из железа и титана пустые усеченные конусы с четырьмя рукоятками.

Сперматозоиды помещаются внутрь конуса и закрепляются там с помощью рукояток, а при достижении опухоли и столкновении с ней рукоятки разжимаются, выпуская сперматозоид и позволяя лекарству попасть внутрь опухоли.

Перемещение сперматозоидов контролируется с помощью магнитных полей, на которые реагирует их «броня».

 

IFW Dresden/Chemnitz University of Technology

Для проверки работоспособности метода ученые провели ряд тестов с опухолями, выращенными из линии «бессмертных» раковых клеток HeLa. Хотя металлическая оболочка почти вдвое замедлила скорость передвижения сперматозоидов, а препарат сократил расстояние, на которое они способны перемещаться, сперматозоиды все же оказались способны, будучи направляемыми магнитом, добираться до раковых клеток и доставлять в них лекарство.

«Несмотря на то что до использования этой системы in vivo еще предстоит решить несколько задач (например, визуализация процесса, улучшение контроля высвобождения сперматозоидов и пр.), ее применение для диагностики и лечения раковых опухолей возможно уже в ближайшем будущем», — заключают авторы исследования.

Рак репродуктивных органов каждый год становится причиной смертей сотен тысяч женщин по всему миру, так что новый способ, возможно, спасет множество жизней. Кроме того, его можно будет использовать для лечения и других заболеваний, например эндометриоза.