Незвичайний метод доставки ліків до ракових пухлин в жіночому організмі
Злоякісні пухлини репродуктивної системи є найбільш частими в структурі онкологічної захворюваності жінок. Сумарна частка цих пухлин становить 35%. Один з чинників ефективної боротьби з усіма онкологічними захворюваннями – прямий вплив на клітини пухлини, що не зачіпає здорові тканини. Саме цьому – адресній доставці – природа і навчила… сперматозоїди.
Вчені давно намагалися знайти оптимальний спосіб транспортування ліків, але поки є ряд труднощів. Так, кур’єри-бактерії часто викликають «помилкову тривогу» імунітету, а ліпосоми взагалі насилу проникають в тканини.
Використовувати сперматозоїди як засіб доставки протипухлинних препаратів в жіночому організмі вирішили вчені з Інституту інтегративних нанонаук (нім. Institut für Integrative Nanowissenschaften, IIN) і Технічного університету Кемніца (нім. Technische Universität Chemnitz). Дослідники стверджують, що сперматозоїд відмінно підходить в якості рушійної сили. Він пристосований до пересування в репродуктивному тракті, його мембрана добре захищає ліки від взаємодії зі здоровими клітинами, та й об’єм препарату, який може нести один сперматозоїд, досить значний.
Як змусити «кур’єра» рухатися до ракової пухлини?
Це головна проблема, з якою зіткнулися вчені. Адже надані самі собі, вони, швидше за все, не зможуть доставити препарат туди, куди потрібно, так як рухаються до яйцеклітини. Пухлинні клітини їх «не цікавлять», і зіткнутися з ними вони можуть тільки випадково.
Щоб керувати сперматозоїдами, вчені створили спеціальні «шоломи». Це схожі на трубочки полімерні структури довжиною в кілька мікрометрів, покриті найтоншим шаром заліза і титановим напиленням. Всередині — механізм з чотирьох «пелюсток», що виступають назовні. Коли сперматозоїд потрапляє в таку трубочку, пелюстки закриваються і замикають головку в шоломі. Але якщо він стикається з пухлиною, пелюстки розсуваються, сперматозоїд звільняється і може проникнути в клітину. Залізне покриття дозволяє вченим управляти сперматозоїдами за допомогою магніту, а титанове напилювання зменшує ризик виникнення небажаних реакцій.
Для експерименту вчені використовували сперму бика і препарат доксорубіцин, який використовується для хіміотерапії онкогінекологічних захворювань. Виявилося, що сперматозоїди надійно замикають ліки всередині: коли окремі клітини «просочують» їм, а потім поміщають в розчин на 96 годин, вони вивільняють тільки 18% препарату.
Щоб перевірити працездатність методу, вчені провели ряд тестів з пухлинами, вирощеними з лінії «безсмертних» ракових клітин HeLa. Хоча металева оболонка майже вдвічі уповільнила швидкість пересування сперматозоїдів, а препарат скоротив відстань, на яку вони здатні переміщатися, сперматозоїди все ж виявилися здатні, будучи направленими магнітом, добиратися до ракових клітин і доставляти в них ліки. Через 24 години вони не давали жодного ефекту, але через дві доби вбивали ракові клітини майже так само ефективно, як розчин аналогічного препарату (у живих залишилися 47% і 45% клітин відповідно). Через 72 години сперматозоїди показали найкращий результат — вижили тільки 13% ракових клітин.
Доставка лікарських засобів з допомогою сперматозоїдів:
- Завантаження ліків.
- З’єднання сперматозоїда з «шоломом».
- Вивільнення сперматозоїда при зустрічі з раковою клітиною.
- Поширення ліків.
До широкого впровадження цього методу ще далеко. Ученим належить вирішити ще багато завдань, в тому числі забезпечити спостереження за процесом, придумати, як позбутися в організмі шоломів, звести до нуля ймовірність, що після виконання заданої функції сперматозоїд стане причиною незапланованої вагітності і т. д. Але німецькі вчені вважають, що у методу є велике майбутнє, і крім онкології, його можна буде використовувати для лікування таких захворювань, як ендометріоз та інші.
