Американські вчені з Національної Лабораторії Лоренса в Берклі розробили нове сімейство наноносіїв, здатних долати гематоенцефалічний бар'єр і прицільно доставляти ліки до клітин пухлини головного мозку. Винахід вже запатентовано, а результати проведеного дослідження опубліковані в журналі.
Новий біополімерний наноносій являє собою міцелли з суперспіралізованою просторовою структурою. Міцелли з робочою назвою «3HM» (3-helix micelles) мають діаметр всього 20 нанометрів (це менше, ніж розмір рибосоми), володіють високою стабільністю і здатні до тривалої циркуляції в кровотоку пацієнта.
Відмінна властивість 3HM - здатність до самозбірки амфіфільної (поєднує гідрофільні та гідрофобні властивості) молекули: її «голова» являє собою пептид, що скручується в суперспіраль, що складається з трьох лід-спіралей, до зовнішньої частини якого приєднаний «хвіст» з молекул поліетиленгліколю (PEG). З-кінець цього пептида також забезпечений PEG-ланцюгом, який формує невидимий шар на поверхні молекули, який необхідний для збільшення часу циркуляції і уникнення відторгнення молекули як чужорідного агента. Це гідрофільна частина амфіфілу, а його гідрофобна ділянка розташована на N-кінці пептида, до якого приєднана вуглеводнева функціональна група. У водному розчині C- і N-кінці амфіфілу взаємодіють і формують міцеллу - структурну одиницю 3HM.
Вчені протестували властивості нового носія з використанням щурів як модельного організму. У мозок тварин були імплантовані клітини гліобластоми, які сформували пухлину. Дослідження параметрів 3HM проводили в порівнянні з застосовуваними в практиці ліпосомами. Такі ліпосоми мають вп'ятеро більший діаметр і, як і 3HM, несуть PEG-ланцюги. Раніше в цій же лабораторії був розроблений метод мрії ліпосом і міцелл за допомогою радіоактивної міді 64Cu і особливого хелатуючого агента 6-BAT, який використовували для приєднання мітки до досліджуваних молекулів. Розподіл міток відстежували за допомогою позитрон-емісійної томографії і МРТ, також оцінювали кінетику пухлини.
Результати експерименту продемонстрували, що новий наноносій перевершує свого попередника: після 48 годин з моменту введення препаратів у кровотоку щурів залишилося близько 15 відсотків ін'єкованої дози 3HM і тільки 7 відсотків ліпосом. Крім того, 3HM накопичується в печінці і селезінці тварин значно меншою мірою, ніж пегильовані ліпосоми.
Наразі існує гостра необхідність у розробці ефективних методів доставки ліків до клітин мультиформної гліобластоми (glioblastoma multiforme, GBM). Ця пухлина зараз невиліковна і призводить до смерті пацієнтів приблизно через 15 місяців з моменту діагностики. Застосовуване лікування паліативне і лише забезпечує відносне поліпшення якості життя пацієнтів на короткий період часу.
Основна проблема лікування GBM - гематоенцефалічний бар'єр, що стоїть між головним мозком і кровоносною системою. Ця структура підтримує гомеостаз мозку, але одночасно перешкоджає проникненню лікарських препаратів у клітини пухлини. Всі існуючі пегільовані форми препаратів для лікування гліобластоми не здатні проходити ГЕБ, а терапія в цілому вимагає дуже високих доз препаратів, що пов'язано з токсичністю і ризиком раннього переривання терапії.
Таким чином, поява 3HM може ознаменувати не тільки несподіваний прорив у методах терапії мультиформної гліобластоми, але і дозволить удосконалити дизайн наступних поколінь наночастинок терапевтичного призначення за рахунок застосування МРТ і PET до оцінки з властивостей.