Множественная лекарственная устойчивость (МЛУ) — процесс, при котором опухоли становятся устойчивыми к нескольким лекарствам, — является основной причиной неудач химиотерапии рака. Опухолевые клетки часто приобретают МЛУ, увеличивая выработку белков, которые «выкачивают» лекарства из клетки, делая химиотерапию неэффективной.
В этом процессе ключевую роль часто играет помповый белок, называемый P-гликопротеином (P-gp). Он находится в клеточной мембране и использует энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ) для выкачивания лекарств из опухолевых клеток. Ученые пытались блокировать P-gp различными способами, например, с помощью низкомолекулярных ингибиторов или истощения АТФ. Однако все эти стратегии были слишком сложны, опасны или неэффективны. Но теперь исследователи разработали наночастицы, которые подавляют «выкачку» лекарств и обращают вспять МЛУ благодаря высвобождению кальция внутри опухолевых клеток.[1]
Предыдущие исследования показали, что перегрузка опухолевых клеток ионами кальция может снизить выработку P-gp и снизить уровень АТФ. Оставалось найти способ доставить кальций вместе с химиотерапевтическим препаратом внутрь раковых клеток. Для этого ученые создали «наногенератор ионов кальция», загрузив наночастицы фосфата кальция химиотерапевтическим препаратом доксорубицин, а затем покрывая их молекулами, позволяют нацеливаться на раковые клетки и проникать в них.
Оказавшись внутри клеток, наночастицы попадают в кислотный отсек, где они распадаются, высвобождая доксорубицин и выбрасывая ионоы кальция. Когда ученые протестировали «наногенератор ионов кальция» на раковых клетках в чашке Петри в лаборатории, производство как АТФ, так и P-gp снизилось, что позволило доксорубицину убить ранее резистентные опухолевые клетки. При тестировании на мышах, применение новых наночастиц, позволило значительно уменьшить размер опухолей за 21 лечения без явных побочных эффектов.
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
- Junjie Liu, Chunyu Zhu, Lihua Xu, Danyu Wang, Wei Liu, Kaixiang Zhang, Zhenzhong Zhang, Jinjin Shi. Nanoenabled Intracellular Calcium Bursting for Safe and Efficient Reversal of Drug Resistance in Tumor Cells. Nano Letters, 2020; DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03042
