«У нас по существу есть внешний метод активации, который может локализовать доставку лекарственных средств где угодно, Вы хотите ее, который является намного более эффективным, чем просто впрыскивание связки наночастиц», говорит co-first автор Нетэнель Корин, доктор философии, бывший Товарищ Разработки технологий Wyss и нынешний доцент в Израильском технологическом институте.Ключ к этому новому методу – создание совокупностей наночастицы (NPAs), которые являются крошечными структурами, состоящими из содержащих препарат наночастиц, окруженных поддерживающей матрицей, сродни ягодам, приостановленным в кексе черники.
Как шеф-повара, пытающиеся обработать прекрасную выпечку, исследователи экспериментировали со множеством размеров наночастицы и отношений наночастицы к матрице, чтобы создать NPAs, которые достаточно стабильны, чтобы остаться неповрежденными, когда введено, но также и точно настроенными, чтобы разбиться, когда разрушено с низкоэнергетическими волнами ультразвука, освобождая наночастицы, которые тогда выпускают их полезные грузы препарата со временем, как черника, медленно пропускающая их сок.Чтобы проверить, работал ли NPAs, как разработано, команда сначала выставила клетки рака молочной железы мыши, чтобы или освободить наночастицы, неповрежденный NPAs или NPAs, который рассматривали с ультразвуком.
Рассматриваемый с ультразвуком NPAs и свободные наночастицы оба показали большую интернализацию опухоли, чем неповрежденный NPAs, показав, что волны ультразвука эффективно разбили NPAs, чтобы позволить наночастицам пропитывать раковые клетки.Затем, исследователи повторили эксперименты с наночастицами, содержащими doxorubicin (общий препарат химиотерапии раньше лечил множество раковых образований), и нашел, что NPAs привел к сопоставимому уровню смерти раковой клетки, демонстрируя, что герметизация NPA отрицательно не повлияла на эффективность препарата.Наконец, чтобы видеть, были ли NPAs, выполненные хорошо по сравнению со свободными наночастицами в естественных условиях, обе формулировки, введены внутривенно в мышей с опухолями рака молочной железы.
Рассматриваемый с ультразвуком NPAs обеспечил почти пять раз количество наночастиц на место опухоли как неповрежденный NPAs, в то время как свободные наночастицы обеспечили два – три раза ту сумму. Когда наночастицы были загружены doxorubicin, опухолями у мышей, которые получили NPAs, и ультразвук сжался почти половиной по сравнению с теми у мышей, которые получили свободные наночастицы.
Кардинально, при помощи NPAs, исследователи смогли сократить размер опухоли в наполовину использовании одной десятой дозы doxorubicin, обычно требуемого, сократив количество смертельных случаев мыши из-за лекарственной токсичности от 40% до 0%.«Запирание наночастиц в NPAs разрешает точную доставку армии наночастиц от каждого единственного NPA непосредственно к опухоли в ответ на ультразвук, и это значительно минимизирует растворение этих наночастиц в кровотоке», говорит Анн-Лор Папа, доктор философии, co-first автор и постдокторант в Институте Wyss. «Кроме того, наш вызванный ультразвуком NPAs показал образцы распределения всюду по телу, подобному одобренным FDA наночастицам полимера PLGA, таким образом, мы ожидаем, что NPAs будет сравнительно безопасен».NPAs, как также наблюдали, ограничили «выпуск взрыва», обычно наблюдаемый в доставке лекарственных средств наночастицы, в которой значительное количество их раскрывают и выпускают их препарат вскоре после инъекции, вызывая неблагоприятный ответ вокруг места инъекции и уменьшая количество препарата, который добирается до опухоли.
Когда относился к раковым клеткам в пробирке, свободные наночастицы выпустили 25% своего полезного груза препарата в течение пяти минут после того, чтобы быть управляемым, в то время как наночастицы, содержавшие в неповрежденном NPAs, выпустили всего 1,8% своего препарата. Когда ультразвук был применен, дополнительные 65% препарата были выпущены от NPAs по сравнению со свободными наночастицами, которые только выпустили дополнительные 11%.Команда заявляет, что дополнительное исследование могло далее улучшить исполнение чувствительного к ультразвуку NPAs, делая платформу привлекательной возможностью для более безопасной, более эффективной доставки химиотерапии. Это могло быть сделано еще более сильным через комбинацию с другими предназначающимися для опухоли стратегиями, такими как использование пептидов что дом к микроокружающей среде опухоли, чтобы далее вести лекарства от рака к их целям. «Мы надеемся, что в будущем наш вызванный метод накопления может быть объединен с такими стратегиями планирования оказать еще более мощные влияния лечения», говорит Папа.
«Этот подход предлагает новое решение распространяющейся проблемы поставки высокой концентрации внутривенного наркотика в очень определенную область, экономя остальную часть тела», говорят ведущий автор и Директор-основатель Wyss Дональд Ингбер, Доктор медицины, доктор философии, который является также профессором Джуды Фолкмена Сосудистой Биологии в Harvard Medical School (HMS) и Сосудистой Программы Биологии в Бостоне Детская Больница и профессор Биоинженерии в МОРЯХ Гарварда. «При помощи локализованного ультразвука, чтобы выборочно развернуть наночастицы длительного выпуска загрузил высокими концентрациями препарата, мы создали неразрушающий путь к безопасно и эффективно поставляем химиотерапию только там, где и когда это необходимо».