Исследователи из Института биомедицинских инноваций Терасаки (TIBI) разработали и оптимизировали минимально инвазивный метод для более целенаправленной, эффективной и устойчивой доставки иммунотерапевтических препаратов для лечения рака. Такой целенаправленный подход снижает более высокие дозы и возможные вредные побочные эффекты, возникающие при использовании более системных методов лечения.

Есть много способов, которыми организм реагирует на аномальные клетки или чужеродные захватчики. Один механизм включает в себя Т-клетки иммунной системы, на поверхности которых есть белки, называемые «белками контрольных точек». Эти белки контрольных точек связываются с белками на поверхности других клеток, что может привести либо к стимуляции, либо к подавлению активности Т-клеток. Стимуляция Т-клеток приводит к разрушению аномальных или инвазивных клеток, в то время как подавление является встроенным механизмом, предотвращающим атаку иммунной системы на собственные нормальные клетки организма.

Однако опухолевые клетки могут иногда демонстрировать поверхностные белки, которые перехитрили иммунную систему, связываясь с Т-клетками и подавляя их активность; это позволяет опухолевым клеткам расти и распространяться. В последние годы были разработаны антитела «ингибиторы иммунных контрольных точек» (ICI), которые блокируют связывание опухолевых клеток с Т-клетками. По сути, это повторно активирует иммунный ответ Т-клеток, чтобы уничтожить опухолевые клетки. В Соединенных Штатах ИКИ успешно использовались для лечения рака почек, мочевого пузыря, печени и области головы или шеи.

Эти ICI обычно вводят путем системных инъекций, и, хотя эти антитела продемонстрировали эффективность, их эффекты различаются у разных пациентов. У некоторых пациентов неспецифический характер этой доставки может привести к чрезмерной стимуляции Т-клеток, что может вызвать токсические побочные эффекты. Системная доставка лекарств также снижает эффективность ИКИ, что требует более высоких доз и более высоких затрат.

Главной особенностью подхода группы TIBI был инъекционный желатиновый биоматериал, содержащий смешанные дискообразные силикатные нанотромбоциты. Нанотромбоциты содержали заряженные поверхности, которые были оптимальными для защитного связывания с ICI, при этом использовалась минимально инвазивная инъекция для доставки биоматериала, загруженного ICI, к очаг опухоли.

Смесь желатин/нанотромбоциты была оптимизирована для более эффективной доставки ICI и длительного высвобождения лекарственного средства. Команда также продемонстрировала, что некоторые факторы, такие как концентрация нанотромбоцитов, желатина и ICI, pH и условия для деградации биоматериала, могут быть настроены для контроля высвобождения ICI, подходящего для конкретных опухолей.

Исследователи провели дополнительные эксперименты, чтобы измерить эффективность их биоматериала, который истончается при сдвиге (STB), который деформируется под нагрузкой во время инъекции и быстро самовосстанавливается после этого. Эти STB использовали для инъекций ICI в опухоли меланомы у мышей. Их результаты показали, что опухоли меланомы у этих мышей показали самый медленный рост опухоли и наименьший размер, а также четкие границы между опухолью и слоем кожи и отсутствие воспаления и некротической ткани; эти эффекты проявлялись в гораздо большей степени и сохранялись в течение более длительного периода, чем в образцах отрицательного контроля, благодаря устойчивому высвобождению и доставке ICI.

Количество Т-клеток, активированных благодаря доставке ICI, было определено количественно, и было обнаружено, что образцы с доставленными STB ICI имели более чем на 44% больше Т-хелперов и почти на 36% больше Т-киллеров, чем в отрицательных контролях.

Наконец, была исследована гибель опухолевых клеток. Эксперименты с различными методами окрашивания показали, что гибель опухолевых клеток в образцах, доставленных из STB, была в 13,2 раза выше, чем в образцах отрицательного контроля.

«Полученные здесь результаты ясно демонстрируют эффективность направленной, контролируемой и устойчивой доставки антител для восстановления естественных механизмов защиты организма от рака», — сказал директор и главный исполнительный директор TIBI Али Хадемхоссейни, доктор философии. «Его потенциал в создании комбинированной терапии еще больше расширяет его влияние».