«Традиционный способ доставки лекарств к опухолям — это поместить лекарство в какой-либо тип наночастиц и ввести эти частицы в кровоток», — сказал Цзянь Ян, профессор биомедицинской инженерии в Пенсильвании. «Поскольку частицы настолько малы, что если они достигают места опухоли, у них есть шанс проникнуть через стенку кровеносных сосудов, потому что сосудистая сеть опухолей обычно негерметична».Вероятность взаимодействия с раковыми клетками может быть увеличена путем покрытия наночастиц снаружи антителами или определенными белками или пептидами, которые будут фиксироваться на раковых клетках при их контакте.
Однако это все еще пассивная технология доставки лекарств. Если частица не попадает в опухоль, у них нет возможности связать и доставить лекарство.Ян и Ченг Донг, заведующие кафедрой и выдающийся профессор биомедицинской инженерии, хотели иметь более активный метод нацеливания лекарств на рак, где бы он ни находился, будь то циркулирующие в крови, головном мозге или любом другом органе тела. .«Я 10 лет работаю в области иммунологии и рака», — сказал Донг. «Цзянь больше занимается биоматериалами. Он знает, как сделать наночастицы биоразлагаемыми.
Он знает, как модифицировать частицы с помощью химии поверхности, украсить их пептидами или антителами. Его материал естественно флуоресцентный, поэтому вы можете отслеживать частицы на В то же время они доставляют лекарство, процесс, называемый тераностикой, который сочетает в себе терапию и диагностику. С другой стороны, я изучаю микросреду рака и обнаружил, что микросреда опухоли генерирует различные воспалительные сигналы, подобные тем, которые произошли бы, если бы у вас была инфекция ".
Иммунные клетки, созданные для ответа на воспалительные сигналы, естественным образом привлекаются к месту опухоли. Это делает иммунные клетки идеальной активной системой доставки наночастиц Яна.
По словам Донга, та же технология, вероятно, будет эффективна при инфекционных и других заболеваниях, а также при регенерации тканей.В качестве первого доказательства своей технологии две исследовательские группы нацелились на циркулирующие клетки меланомы. В статье, опубликованной в текущем онлайн-выпуске журнала Small, под названием «Опосредованные иммунными клетками биоразлагаемые тераностические наночастицы для нацеливания на меланому» исследователи сообщают об использовании новой биоразлагаемой и фотолюминесцентной наночастицы поли (молочной кислоты) (BPLP-PLA). , наполненный лекарствами, специфичными для меланомы, с иммунными клетками в качестве носителей наночастиц. Они показали, что иммунные клетки могут связываться с клетками меланомы в условиях напряжения сдвига, аналогичных условиям в кровотоке.
Все эти эксперименты проводились вне тела. Затем они намерены провести исследования на животных моделях и солидных опухолях.«Это первое исследование, цель которого — показать, что технология работает», — сказал Донг. «Это исследование не о лечении меланомы.
Вероятно, есть и другие способы сделать это. Мы использовали клетки меланомы, чтобы проверить этот подход».В дополнение к авторам-корреспондентам Ченг Донг и Цзянь Ян, со-ведущими авторами являются Чживэй Се, научный сотрудник группы Яна, Исю Су, магистрант в группе Янга, и Глория Ким, доктор философии. студент, которого консультировали Ян и Дун.
Другие участники — Эрхан Селви, студент-исследователь в лаборатории Донга, Чуин Ма, доктор философии. студент лаборатории Янга, Вирджиния Арагон-Санабрия, доктор философии. студент лаборатории Донга и Джер-Цонг Се из Юго-западного медицинского центра Техасского университета.Исследование было поддержано Национальным институтом здравоохранения и Национальным научным фондом.
И Донг, и Ян — преподаватели Департамента биомедицинской инженерии штата Пенсильвания, Института исследования материалов и Института естественных наук им. Хака.