Ученые из Института биомедицинских исследований Фралина (VTC) совершили прорыв, который может кардинально изменить подход к лечению рака. В ходе исследования им удалось обнаружить, что изменение физических свойств микроскопических биоматериалов позволяет им беспрепятственно взаимодействовать с тканями организма. Это открытие может стать начальным этапом к созданию принципиально новых, более безопасных и эффективных методов борьбы с этим тяжелым заболеванием.
В онлайн-обзоре, который будет опубликован 10 февраля в журнале Journal of Controlled Release, группа исследователей под руководством Дэёна Ли, доцента Центра исследований рака института в Роаноке, рассказывает о том, как незначительные изменения в терапевтических наночастицах и биоматериалах могут в будущем улучшить результаты лечения онкологических пациентов.
«Модификация физических характеристик биоматериалов является мощным инструментом контроля за поведением иммунных клеток. Этот подход позволяет нам точно нацеливаться и активировать врожденные иммунные клетки, такие как макрофаги и естественные клетки-киллеры, которые играют решающую роль в борьбе с раком», – отмечает Дэён Ли, сотрудник кафедры биомедицинской инженерии и механики Инженерного колледжа Вирджинского технического университета.
Несмотря на многообещающие результаты ранних исследований подходов к биоматериалам, многие попытки потерпели неудачу в клинических испытаниях, особенно для определенных типов опухолей. Для решения этих проблем команда Ли переключил внимание с оптимизации исключительно химических свойств на тонкую настройку физических свойств биоматериалов для улучшения их взаимодействия с иммунными клетками.
Подробнее об исследовании
Работа ученых была основана на исследовании, опубликованном в журнале Nature Biomedical Engineering в 2024 году, в котором Ли и его коллеги разработали положительно заряженные белки для активации иммунных путей.
Созданные синтетические полипептиды способствовали высвобождению митохондриальной ДНК, которая, в свою очередь, подготавливала Т-клетки, борющиеся с раком. В мышиных моделях запущенного рака груди эти сконструированные полипептиды [LD1] вызывали надежные противоопухолевые иммунные реакции, что предлагает потенциально новый подход к терапии рака.
«Проектирование и оптимизация физических свойств биоматериалов – это малоизученная область со значительным потенциалом», – говорит ЫнХе Ким, первый автор исследования и научный сотрудник лаборатории Ли в Институте биомедицинских исследований Фралина. «Отрадно находиться в авангарде этой быстро развивающейся области, продвигая открытия, которые однажды смогут помочь онкологическим больным».
Перспективы
Несмотря на достигнутые успехи, Ли отмечает, что остаются некоторые проблемы. Перенос инноваций из лаборатории в клинические условия требует решения вопросов масштабируемости, производства и обеспечения безопасности для различных групп пациентов. Сотрудничество между представителями разных дисциплин, включая материаловедение, иммунологию и клинические исследования, будет иметь решающее значение для преодоления этих барьеров и создания основы для лечения рака нового поколения, подчеркнул Ли.
«Нам очень повезло, что мы приняли на работу доктора Ли в Virginia Tech из онкологического центра им. М. Д. Андерсона в Хьюстоне, поскольку его работа представляет собой один из основных подходов к терапии рака следующего поколения, на котором мы делаем акцент в наших центрах онкологических исследований в Роаноке и Вашингтоне, округ Колумбия», — заявил Майкл Фридлендер, исполнительный директор исследовательского института и вице-президент Virginia Tech по вопросам науки и технологий в области здравоохранения. «Его прием на работу стал возможен благодаря крупному пожертвованию от фонда Red Gates Foundation, который помогает Virginia Tech развиваться в области онкологических исследований».
В настоящее время лаборатория Ли, специализирующаяся на физической инженерии биоматериалов, разрабатывает новые методы лечения рака для пациентов с ограниченными возможностями терапии.
