Предыдущие исследования на мышах показали, что наночастицы, несущие гены, могут поглощаться раковыми клетками головного мозга, а затем гены могут быть включены. Однако это первый раз, когда эти биоразлагаемые наночастицы эффективно убивают раковые клетки мозга и увеличивают выживаемость животных.
Для своих исследований команда Джона Хопкинса разработала и протестировала множество наночастиц, сделанных из различных полимеров или пластиков. Когда они нашли хорошего кандидата, который мог бы доставлять гены в клетки рака мозга крысы, они заполнили наночастицы ДНК, кодирующей фермент, тимидинкиназу вируса простого герпеса 1 типа (HSVtk), которая превращает малоэффективное соединение в мощное убивающее средство. клетки рака мозга.
В сочетании с соединением, называемым ганцикловиром, эти нагруженные наночастицы были на 100 процентов эффективны при уничтожении клеток глиомы, выращенных в лабораторных чашках.
«Затем мы оценили систему на крысах с глиомой и обнаружили, что с помощью метода, называемого доставкой с усилением внутричерепной конвекции, наши наночастицы могут полностью проникать через опухоль после одной инъекции», — говорит Джордан Грин, доктор философии.D, доцент кафедры биомедицинской инженерии и офтальмологии в Johns Hopkins. «В сочетании с системным введением ганцикловира крысы со злокачественной глиомой жили значительно дольше, чем крысы, которые не получали этого лечения."(Доставка с усилением внутричерепной конвекции использует градиент давления для усиления диффузии в опухоли.)
Помимо выявления того, что биоразлагаемые полимерные наночастицы представляют собой многообещающий способ доставки генов для глиомы, результаты показывают, что доставка HSVtk невирусной ДНК в сочетании с введением ганцикловира оказывает сильное противоопухолевое действие. «На сегодняшний день этот тип системы использовался только у людей с вирусными методами доставки генов, профили безопасности которых все еще активно обсуждаются», — говорит Бетти Тайлер, доцент нейрохирургии в Johns Hopkins. «Необходимы дополнительные исследования, чтобы увидеть, могут ли эти наночастицы также эффективно доставлять другие противоопухолевые гены для лечения опухолей головного мозга, а также системного рака."
Грин также отметил, что необходимы дополнительные исследования безопасности и эффективности, прежде чем лечение поступит в клинику. «Также неизвестно, какие идеальные комбинации генов должны быть доставлены с использованием этой системы доставки наночастиц», — говорит он. "Мы продвинемся вперед, оценив эту технологию на дополнительных моделях рака мозга у животных."
В нынешнем виде, Грин предполагает, что наночастицы будут вводиться локально в мозг во время операции, которая обычно используется для лечения глиомы.
В будущем эти наночастицы можно будет вводить системно, а не напрямую в мозг. «Мы воодушевлены этими многообещающими результатами и надеемся на оптимизацию внутричерепного распределения этой новой стратегии генной терапии наночастицами», — говорит Тайлер.