Глазные капли на основе экзосом из семени свиньи остановили рост опухоли сетчатки у мышей
Когда капли испытали на мышах с опухолями сетчатки, оказалось, что через 30 дней опухоли у них оставались небольшими, а зрение сохранялось на уровне, сопоставимом со здоровыми животными
Источник: Paul Whitten/SPL
МОСКВА, 31 марта. /Новости науки/. Ученые разработали глазные капли на основе экзосом, выделенных из семени свиньи, которые смогли остановить рост опухоли сетчатки у мышей и сохранить им зрение. Исследователи рассчитывают, что в будущем такой подход может стать менее травматичной альтернативой инъекциям и другим агрессивным методам лечения ретинобластомы — злокачественной опухоли сетчатки у детей, пишет сайт Nature.
Как отмечают исследователи, ретинобластому сегодня обычно лечат с помощью инъекций препаратов непосредственно в глаз, химиотерапии или лазерной терапии. Однако все эти методы могут повреждать и здоровые ткани глаза. Поэтому ученые искали способ доставлять лекарство к опухоли, не травмируя лишние структуры и при этом преодолевая защитный барьер вокруг сетчатки.
Основой новой технологии стали экзосомы — крошечные частицы, которые выделяют почти все типы клеток. В данном случае исследователи использовали экзосомы из семени свиньи, поскольку такие частицы в природе помогают сперматозоидам проходить через труднопреодолимые барьеры в женском репродуктивном тракте.
В экспериментах с клетками роговицы человека ученые показали, что эти экзосомы способны временно открывать и затем вновь закрывать плотные межклеточные контакты во внешней мембране клеток на поверхности глаза. Именно это свойство и позволило использовать их как транспорт для лекарственных молекул.
Затем исследователи загрузили экзосомы специальной «наноферментной системой», в состав которой вошли углеродные точки, диоксид марганца и глюкозооксидаза. После попадания в опухолевые клетки этот комплекс запускал их разрушение.
Чтобы повысить точность доставки, ученые дополнительно связали экзосомы с молекулами фолиевой кислоты. Это позволило нацелить систему именно на клетки ретинобластомы, поскольку в них уровень рецепторов к фолиевой кислоте значительно выше, чем в здоровых клетках.
Когда капли испытали на мышах с опухолями сетчатки, оказалось, что через 30 дней опухоли у них оставались небольшими, а зрение сохранялось на уровне, сопоставимом со здоровыми животными. Для сравнения, у мышей, которые получали глазные капли с теми же компонентами наноферментной системы, но без упаковки в экзосомы, опухоли продолжали расти и даже распространялись на другие части глаза, поскольку действующие вещества не могли пройти через защитный барьер.
Отдельно исследователи проверили безопасность таких капель на кроликах. По их данным, при многократном применении в течение 30 дней серьезных токсических эффектов выявлено не было, хотя авторы отметили, что у животных наблюдалось некоторое раздражение роговицы.
Исследователи подчеркивают, что до возможного применения у людей еще предстоит решить несколько важных вопросов. В частности, необходимо проверить, насколько безопасны такие капли при более длительном применении, а также понять, можно ли будет наладить массовое производство столь сложной системы доставки.
Тем не менее работа показывает, что экзосомы из природных биологических материалов могут оказаться полезным инструментом для переноса лекарств через труднопроницаемые барьеры организма. По мнению ученых, в будущем такой подход может быть полезен не только для лечения опухолей сетчатки, но и для доставки препаратов через другие защитные барьеры, например гематоэнцефалический барьер при болезнях мозга.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Как отмечают исследователи, ретинобластому сегодня обычно лечат с помощью инъекций препаратов непосредственно в глаз, химиотерапии или лазерной терапии. Однако все эти методы могут повреждать и здоровые ткани глаза. Поэтому ученые искали способ доставлять лекарство к опухоли, не травмируя лишние структуры и при этом преодолевая защитный барьер вокруг сетчатки.
Основой новой технологии стали экзосомы — крошечные частицы, которые выделяют почти все типы клеток. В данном случае исследователи использовали экзосомы из семени свиньи, поскольку такие частицы в природе помогают сперматозоидам проходить через труднопреодолимые барьеры в женском репродуктивном тракте.
В экспериментах с клетками роговицы человека ученые показали, что эти экзосомы способны временно открывать и затем вновь закрывать плотные межклеточные контакты во внешней мембране клеток на поверхности глаза. Именно это свойство и позволило использовать их как транспорт для лекарственных молекул.
Затем исследователи загрузили экзосомы специальной «наноферментной системой», в состав которой вошли углеродные точки, диоксид марганца и глюкозооксидаза. После попадания в опухолевые клетки этот комплекс запускал их разрушение.
Чтобы повысить точность доставки, ученые дополнительно связали экзосомы с молекулами фолиевой кислоты. Это позволило нацелить систему именно на клетки ретинобластомы, поскольку в них уровень рецепторов к фолиевой кислоте значительно выше, чем в здоровых клетках.
Когда капли испытали на мышах с опухолями сетчатки, оказалось, что через 30 дней опухоли у них оставались небольшими, а зрение сохранялось на уровне, сопоставимом со здоровыми животными. Для сравнения, у мышей, которые получали глазные капли с теми же компонентами наноферментной системы, но без упаковки в экзосомы, опухоли продолжали расти и даже распространялись на другие части глаза, поскольку действующие вещества не могли пройти через защитный барьер.
Отдельно исследователи проверили безопасность таких капель на кроликах. По их данным, при многократном применении в течение 30 дней серьезных токсических эффектов выявлено не было, хотя авторы отметили, что у животных наблюдалось некоторое раздражение роговицы.
Исследователи подчеркивают, что до возможного применения у людей еще предстоит решить несколько важных вопросов. В частности, необходимо проверить, насколько безопасны такие капли при более длительном применении, а также понять, можно ли будет наладить массовое производство столь сложной системы доставки.
Тем не менее работа показывает, что экзосомы из природных биологических материалов могут оказаться полезным инструментом для переноса лекарств через труднопроницаемые барьеры организма. По мнению ученых, в будущем такой подход может быть полезен не только для лечения опухолей сетчатки, но и для доставки препаратов через другие защитные барьеры, например гематоэнцефалический барьер при болезнях мозга.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
