Наночастицы способны управлять ростом кровеносных сосудов

Ангиогенез, процесс образования новых кровеносных сосудов в органе или ткани, часто идёт не с той интенсивностью, которая желательна для пациента со значительными ранениями. Точно так же в момент роста человеческого организма его кровеносная система не всегда успевает за потребностями тела. Не менее важен ангиогенез и для роста опухолей: именно такие сосуды влияют на то, будут ли раковые клетки снабжаться кислородом и питательными веществами.

У взрослого кровеносные сосуды почти не появляются, кроме случаев ранения или повреждения тканей. Однако рак может спровоцировать образование новых сосудов для собственного снабжения. Можно ли с этим бороться? (Здесь и ниже иллюстрации iStockphoto / Inok, Antonios Kanaras.)

Можно ли контролировать этот процесс? Группа физиков и биологов из Саутгемптонского университета (Великобритания) попробовала сделать нечто подобное, применив минимально инвазивные методики. Известно, что ангиогенез начинается, когда специфическая молекула связывает ангиогенные рецепторы на клетках, активирующих эндотелий — однослойный пласт плоских клеток, который выстилает внутреннюю поверхность кровеносных сосудов. После такой активации эндотелий начинает каскадно распространяться в стороны и затем формирует новые сосудистые структуры. Кроме проангиогенных факторов, есть и антиангиогенные — запрещающие эндотелию производить новые сосуды в данном месте организма.

Теоретически всё это возможно, если ввести в нужные части организма соответствующие препараты. Вот только препаратов нужно много, а они зачастую токсичны. Исследователи под руководством физика Антониоса Канараса (Antonios Kanaras) использовали для запуска сосудообразования наночастицы, способные «перевозить» в крови значительное количество молекул лекарств без риска отравить ими те ткани, которые этот препарат получить не должны. Более того, поверхность наночастиц можно покрыть антителами, что поможет им прибыть лишь к нужным клеткам — к примеру, раковым.

Для проверки своей методики авторы использовали три типа покрытых пептидами золотых наночастиц. Пептиды провоцировали или запрещали рост клеток эндотелия in vitro, то есть в тканях, выращиваемых отдельно от организма. При этом наночастицы служили для точечной доставки препаратов именно к клеткам эндотелия.

Один из пептидов (P1, как его назвали экспериментаторы) провоцировал сосудообразование, второй был контрольной пустышкой, а третий (P3) препятствовал появлению новых сосудов. В итоге выяснилось, что in vitro P1 удваивал скорость роста сосудов, а P3 в значительной степени блокировал их образование.

Как полагают учёные, имеет смысл попытаться блокировать последним видом наночастиц ангиогенез рядом с раковыми клетками, отчаянно нуждающимися в крови для питания и роста. Похоже, так можно будет существенно замедлить деление онкоклеток, а в идеале и вовсе остановить его.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале ACS Nano.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.