Ферритин повышает эффективность фототерапии рака

Источник: chemport.ru

Если пациенту с онкологическим заболеванием назначен курс фотодинамического лечения, ему приходится беречься от солнца в течение двух месяцев. Действующее вещество распределяется по организму человека, попадая и в опухолевые ткани, и в здоровые. При попадании прямых солнечных лучей светочувствительное соединение сразу начинает работу, и здоровые клетки могут пострадать. Но теперь предложено загрузить противоопухолевый агент в специальную оболочку — внутрь белка ферритина. Такое «транспортное средство» доставит лекарство точно по назначению и поможет избежать вредных побочных эффектов.

Обычно фотодинамическая терапия проводится следующим образом: внутрь организма вводятся препараты, содержащие вещества — фотосенсибилизаторы порфирины. После определенного периода, когда молекулы агента достигают опухоли, участок вокруг нее облучается лазером. Порфирины поглощают свет и высвобождают синглетный кислород. Это весьма активное вещество, способное уничтожить все клетки, находящиеся в контакте с ним. До сих пор для повышения растворимости порфиринов и увеличения избирательности лечения ученые пытались заключать противоопухолевый агент в липосомные наночастицы. Липосомы способны аккумулироваться вокруг опухолей, так как лежащие возле них кровеносные сосуды имеют меньшую плотность, чем сосуды в здоровых тканях. Но такой подход имеет свои недостатки: липосомы нельзя загрузить достаточным количеством светочувствительного препарата, из-за этого снижается эффективность лечения.

Группа ученых из Университета Джорджии (США) решила использовать вместо липосом белок ферритин, который ранее уже рассматривался как переносчик препаратов хемотерапии. Данный протеин присутствует практически во всех живых организмах на Земле. 24 компонента белка образуют полую сферу, которая обычно наполнена ионами железа. Но ферритиновую оболочку можно нагрузить и любыми другими молекулами. Как отмечает руководитель исследования г-н Цзинь Се, начастица из ферритина может быть заполнена молекулами фотосенсибилизатора более плотно, чем липосомы. В новой системе на долю фотоактивных молекул приходится 60% массы, (против 10% полезной нагрузки для липосом). И даже с полной загрузкой размер наноструктуры не превышает 18 нм, благодаря этому снижается риск отторжения за счет реакции иммунной системы.

А чтобы повысить чувствительность наночастиц к раковым клеткам, ученые присоединили к внешней поверхности белкового контейнера пептид RGD4C. Этот пептид способен связываться с рецепторами, характерными для опухолевых клеток. Для проверки своей разработки исследователи заполнили ферритиновую оболочку светочувствительным препаратом (гексадекафторфталоцинанин цинка). Для наблюдения за распространением наночастиц в тканях к ним были прикреплены молекулы красителя. Затем наноструктуры были введены при помощи инъекции мышам с внедренными под кожу клетками опухоли мозга человека. Ученые зафиксировали, что наночастицы способны аккумулироваться в клетках опухоли, не задевая здоровые ткани. После облучения лазером развитие опухоли значительно замедлилось. Рост опухоли у облученных животных сократился на 84% по сравнению с контрольной группой мышей, не получивших фотодинамического лечения.