Лікарі використовують радіацію для лікування раку понад сто років, але це завжди було тонке мистецтво - направити лікування так, щоб уникнути при цьому здорових тканин.
Щоб допомогти їм, вчені з Чиказького університету розробили армію крихітних металевих і органічних наночастинок у формі квітки, які доставляють один-два удари, спочатку підвищуючи ефект випромінювання на місці пухлини, а потім запускають імунну систему для пошуку будь-яких решти пухлин.
Дослідження, опубліковане 26 березня в Nature Biomedical Engineering, призвело до того, що зараз починає клінічні випробування фази 1.
Веньбін Лін, професор хімії та радіаційної і клітинної онкології ім. Джеймса Франка в Чиказькому університеті, понад 20 років працює з класом матеріалів, званим металоорганічними структурами (MOF). Ці губчасті матеріали названі так тому, що вони об'єднують металеві вузли з органічними зв'язниками. Вони дуже функціональні і можуть бути побудовані з використанням декількох різних компонентів.
Оскільки вони можуть бути виготовлені з біорозкладених матеріалів, лабораторія Ліна побачила потенціал для нового лікування раку.
Ідея полягає в тому, щоб спочатку ввести маленькі рамки в пухлину. «При рентгенівському опроміненні вони виробляють високо-реактивні молекули, які не переміщуються далеко від місця ін'єкції - вони плекаються і залишаються там, де ви їх залишили», - сказав Лін. Каркаси краще поглинають випромінювання, ніж тканини, забезпечуючи додаткову дозу опухолі.
Випромінювання викликає злива реакційноздатних кисневих сполук, які є токсичними для всіх видів ракової клітини.
Потім другий етап: конструкція MOF може включати тип молекули, званий інгібітором IDO. Цей інгібітор, з класу лікування раку, званого імунотерапією блокади, перешкоджає загальному трюку, який ракові клітини використовують для ухилення від імунної системи організму.
Як тільки блокада задіяна, Т-клітини можуть атакувати ракові клітини. У мишей дослідження показало, що це допомогло вбити пухлини, які ховаються в іншому місці тіла, а не тільки в місці ін'єкції.
«Теоретично це може знизити дозу для лікування багатьох видів раку, що є великим прогресом, тому що будь-яка кількість радіації, яку ми можемо зменшити, означає меншу кількість ускладнень», - сказав співавтор дослідження Ральф Вейсельбаум, професор і голова кафедри Деніела К. Людвіга з відділу радіаційної та клітинної онкології.
«Ми також сподіваємося, що потенційна активація імунної системи може допомогти нам лікувати пухлини, які ми просто не можемо досягти сьогодні».