Наночастицы провоцируют иммунный ответ против опухолей, но избегают побочных эффектов

Изображения для загрузки на веб-сайте офиса новостей MIT предоставляются некоммерческим организациям, прессе и широкой публике по лицензии Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives. Вы не можете изменять предоставленные изображения, кроме как обрезать их до нужного размера. При воспроизведении изображений необходимо использовать кредитную линию; если оно не указано ниже, укажите авторство изображений в «MIT».

Предыдущее изображение Следующее изображение

Противораковые препараты, которые стимулируют иммунную систему организма атаковать опухоли, являются многообещающим способом лечения многих видов рака. Однако некоторые из этих препаратов при внутривенном введении вызывают слишком сильное системное воспаление, что делает их вредными для применения у пациентов.

Исследователи Массачусетского технологического института теперь придумали возможный способ обойти это препятствие. В новом исследовании они показали, что, когда иммуностимулирующие пролекарства — неактивные препараты, требующие активации в организме — настроены на оптимальное время активации, препараты провоцируют иммунную систему атаковать опухоли без побочных эффектов, которые возникают, когда активная форма препарата дано.

Исследователи разработали пролекарства со структурой, напоминающей щетку для бутылок, на основе класса соединений, называемых имидазохинолинами (IMD). Мыши, получавшие эти пролекарства для щетки для бутылочек, разработанные с оптимизированной кинетикой активации, показали значительное снижение роста опухоли без каких-либо побочных эффектов. Исследователи надеются, что этот подход можно использовать для усиления реакции иммунной системы у больных раком, особенно в сочетании с другими иммунотерапевтическими препаратами или противораковыми вакцинами.

«Наша библиотека пролекарств для бутылочек позволила нам продемонстрировать иммунологический эффект контроля кинетики иммунотерапии, что позволило нам усилить иммунные реакции, минимизируя при этом побочные эффекты», — говорит Сачин Бхагчандани, аспирант Массачусетского технологического института, который является ведущим автором исследования. «Такой подход открывает возможности для ученых, которые хотят отделить токсичность от некоторых многообещающих иммунотерапевтических агентов».

Джеремайя Джонсон, профессор химии Массачусетского технологического института, и Даррелл Ирвин, профессор Андервуда-Прескотта, работающий на кафедрах биологической инженерии и материаловедения и инженерии Массачусетского технологического института, являются старшими авторами статьи, которая опубликована сегодня в журнале Science Advances. Ирвин также является заместителем директора Института интегративных исследований рака им. Коха Массачусетского технологического института и членом Института Рагона MGH, Массачусетского технологического института и Гарварда.

Индивидуальные пролекарства

Органические молекулы, известные как IMD, связываются с клеточными рецепторами, называемыми Toll-подобными рецепторами, которые обнаруживаются на макрофагах и других клетках врожденной иммунной системы. При активации эти клетки начинают вырабатывать цитокины и другие воспалительные молекулы.

В 1997 году FDA одобрило местные препараты IMD для лечения некоторых типов рака кожи. С тех пор многие другие препараты IMD были протестированы в клинических испытаниях при различных типах рака, но ни один из них не был одобрен, отчасти потому, что эти препараты вызывали слишком сильное системное воспаление.

Команда Массачусетского технологического института решила выяснить, могут ли пролекарства IMD, которые инактивируются до тех пор, пока не будут «включены» в микроокружении опухоли, уменьшить эти побочные эффекты. В последние годы лаборатория Джонсона разработала новый тип платформы для пролекарств в форме щетки для бутылок. Эти наноразмерные цилиндрические структуры состоят из цепочек, отходящих от центральной цепи, придающих молекуле структуру, подобную щетке для бутылок. Инактивированные лекарства связываются вдоль основной цепи щетки для бутылок посредством расщепляемых линкеров, которые определяют скорость активного высвобождения IMD.

Исследователи создали и сравнили шесть пролекарств для бутылочек, которые отличались только скоростью высвобождения, чтобы изучить, как кинетика активации пролекарств влияет на противоопухолевые реакции. Используя эти пролекарства для бутылочной щетки, исследователи надеялись, что они смогут доставлять активные IMD к опухолям, избегая при этом попадания в кровоток.