Рак поджелудочной железы остается одной из самых трудноизлечимых опухолей, отчасти потому, что его часто обнаруживают на поздних стадиях, когда опухоль уже разрослась и дала метастазы. Примерно у половины пациентов с раком поджелудочной железы возникают метастазы в печени, что ухудшает прогноз и без того опасного для жизни заболевания.
Новая технология исследователей из Института наносистем при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (CNSI) направлена на то, чтобы предотвратить миграцию опухоли из поджелудочной железы в печень.
Печень по умолчанию уязвима для рака. Этот орган перерабатывает множество чужеродных веществ, поступающих из кишечника и кровеносного русла, и должен предотвращать чрезмерную реакцию иммунной системы на безвредные соединения в пище. К сожалению, это встроенное подавление также ослабляет борьбу с новообразованиями, что позволяет им бесконтрольно расти.
Команда CNSI разработала и запатентовала технологию, направленную на перепрограммирование иммунной защиты печени для борьбы с раком поджелудочной железы. Они создали наночастицу размером в миллиардные доли метра, нацеленную на печень, которая доставляет два ключевых компонента: вакцину на основе мРНК, нацеленную на маркер, активирующий иммунную систему, или антиген, который часто встречается при раке поджелудочной железы, и специфическую молекулу, которая усиливает локальный иммунный ответ.
В исследовании, опубликованном в ACS Nano, эксперименты на лабораторных животных показали, что наночастицы подавляют и предотвращают рост метастазов рака поджелудочной железы в печени. Важно отметить, что они также формируют клетки иммунной памяти, связанные с долгосрочной защитой.
Соавтор исследования профессор Андре Нель, директор по исследованиям в CNSI считает, что новая технология потенциально может изменить течение метастатического рака поджелудочной железы, а также предотвратить распространение процесса на печень у пациентов с недавно диагностированным раком без метастазов. Иммуносупрессивная среда печени действует как инкубатор роста метастатических раковых клеток, но наночастицы могут изменить ситуацию, нарушив толерантность и заставив организм контратаковать агрессивный рак.
Перспективы применения наночастиц
В ходе дальнейших исследований Нел рассматривает эту наночастицу как платформу для индивидуального лечения рака, дополняющую усилия, предпринимаемые в других областях, по использованию технологии мРНК для повышения противоракового иммунитета против опухолевых антигенов. Онкологи могли бы быстро проверить пациента с раком поджелудочной железы на наличие специфических мутаций опухолевых антигенов в гене KRAS, который в этом исследовании является мишенью и регулирует рост, и может вызывать рак. Комплексное генетическое тестирование также могло бы выявить другие опухолевые антигены, активирующие иммунитет, уникальные для каждого пациента. Эти сведения могут помочь в подборе состава наночастиц для каждого пациента, чтобы повысить шансы на успех лечения.
Этот подход можно применять и при других видах рака, в частности при раке молочной железы, легких и других опухолях с хорошо изученными генетическими мутациями, включая KRAS. Наночастицы состоят из липидов, похожих на жировую оболочку вокруг клеток, которая способствует их поглощению клетками в печени, содержащими антиген. Эта популяция иммунных клеток напрямую отвечает за обычную функцию печени по подавлению воспалительных реакций для поддержания иммунной толерантности, в том числе именно из-за нее печень игнорирует метастатические раковые клетки.
МРНК, борющаяся с раком, в наночастицах действует так же, как мРНК-вакцины от COVID-19. Вместо того чтобы кодировать белок-шип коронавируса, она содержит инструкции для небольшого фрагмента мутировавшего опухолевого антигена KRAS, который часто встречается при раке поджелудочной железы и может вызывать специфический для рака иммунный ответ.
Исследователи загрузили наночастицу крошечным генетическим «строительным блоком», именуемым динуклеотидом, который запускает биохимический сигнальный путь, известный как STING, в антигенпрезентирующих клетках. Активность побуждает Т-клетки-киллеры иммунной системы атаковать раковые клетки. В ходе исследования ученые наблюдали появление Т-клеток-киллеров, которые распознают и уничтожают метастазы, экспрессирующие KRAS, на животной модели.
Сочетание противораковой вакцины с иммуностимулирующим агентом в одной наночастице представляет собой многообещающую новую стратегию. Ученые считают, что эта комбинация станет важным шагом вперед в борьбе с метастатическим раком поджелудочной железы.
Сроки доставки наночастиц
Эксперименты на мышах с раком поджелудочной железы, который распространился на печень, показали, что у животных, получавших наночастицы, опухоли были меньше, и подопытные прожили дольше, чем особи из контрольной группы. Когда наночастицы вводили до развития рака, результат был аналогичным.
Исследователи также продемонстрировали эффекты иммунной памяти, когда кровь от «привитых» мышей перелили «непривитым» до развития рака. Реципиенты прожили значительно дольше, чем те, кому переливание не проводилось. Это говорит о том, что терапия может обеспечить длительную защиту от рецидива метастазировавшего рака поджелудочной железы, и что она может быть полезна в качестве вакцины.
Токсичность препаратов — серьезная проблема при лечении рака, а мощный сигнальный путь STING известен своей способностью вызывать опасное системное воспаление. Однако в ходе исследования наночастиц токсичность не наблюдалась, поскольку, по мнению исследователей, динуклеотид, активирующий STING, действует только локально в печени.
В настоящее время проводятся дальнейшие исследования для применения этой технологии при лечении других видов рака, которые часто метастазируют в печень. Команда также изучает стратегию доставки аналогичных наночастиц в селезенку — ключевой иммунный орган, который помогает иммунной системе бороться с раком поджелудочной железы.
Это позволило бы объединить использование липидных наночастиц с иммуностимулирующей химиотерапией, доставляемой с помощью миниатюрных пузырьков-силикасомов, разработанных той же группой ученых. Потенциал двойного удара по раку поджелудочной железы может проложить путь к новым методам лечения, которые не только борются с заболеванием, но и обеспечивают долгосрочный иммунитет против его рецидивов.
Недавно ученые рассказали об уникальных противораковых свойствах южноамериканского фрукта саусепа.
