Биоинженеры Университета Райса разработали метод, уничтожающий клетки рака всего за неделю

Биоинженеры Университета Райса разработали лекарственные имплантаты способные уничтожить злокачественные новообразования всего за шесть дней. Новый метода терапии, будет готов к клиническим испытаниям на людях уже в этом году

Одной из основных проблем в лечении злокачественных новообразований является сложность транспортировки противораковых препаратов в необходимые локализации в нужных количествах. Новый тип имплантата, разработанный в Университете Райса, решает эту проблему, обеспечивая работу клеточного механизма, необходимого для производства и доставки постоянных доз активных компонентов. При этом он действует настолько мощно, что за неделю уничтожает до 100% новообразоваений у мышиных моделей.

4 фото и видео via

Биоинженер Омид Вейсех с противораковыми имплантатами в виде мелких шариков, разработанными в Университете Райса. Джефф Фитлоу/Университет Райса

Биоинженеры, разработавшие эту новую форму иммунотерапии рака, называют ее "фабрикой лекарств", поскольку после установки имплантата он может самостоятельно продуцировать вещества, необходимые для уничтожения опухолей. Имплантаты состоят из крошечных шариков размером с булавочную головку, которые заполнены специальными клетками заключенными в защитную оболочку.

Клетки внутри этих микроампул сконструированы таким образом, чтобы производить натуральный препатат Интерлейкин-2, (пептид, представитель одной из разновидности цитокинов), который заставляет белые кровяные клетки вступать в борьбу с онкологическими новообразованиями. Впервые эти имплантаты были испытаны в лабораторных экспериментах, в ходе которых они были помещены рядом с опухолями внутри перитонеума - мембраны, образующей выстилку брюшной полости. Оказалось, что "фабрики лекарств" избирательно производят Интерлейкин-2 непосредственно внутри опухолей, в то время как в других локализациях он практически не наблюдался.


Биоинженер Университета Райса Аманда Нэш за работой над новым типом лечения рака, названным "фабрикой лекарств". Джефф Фитлоу/Университет Райса

Затем были проведены эксперименты на мышиных моделях рака яичников и колоректального рака. Новый метод опять показал отличные результаты, уничтожив новообразования грызунов всего за шесть дней.

"Мы вводим препарат один раз, но "фабрика лекарств" продолжает ежедневно вырабатывать дозу там, где это необходимо, пока рак не будет полностью уничтожен", - говорит Омид Вейсех, доцент кафедры биоинженерии. "Как только мы определили правильную дозу мы смогли уничтожить опухоли у 100 процентов животных с раком яичников и у семи из восьми животных с колоректальным раком".


Авторы исследования Аманда Нэш и Омид Вейсех с разработанными бусинами "фабрики лекарств". Джефф Фитлоу/Университет Райса

Внешняя оболочка шарика защищает клетки вырабатывающие цитокины, от иммунных атак. Оболочки сделаны из материалов, которые иммунная система распознает как чужеродные объекты, но не как непосредственную угрозу, и лаборатория Вейсеха использовала это в своей разработке.

"Мы обнаружили, что реакция на инородное тело безопасно и надежно отключает поток цитокинов из капсул примерно через 30 дней", - сказал Вейсех. "Мы также убедились, что можем безопасно проводить второй курс лечения в условиях клиники, если в этом возникнет необходимость".


Биоинженеры Университета Райса Омид Вейсех (слева) и Аманда Нэш работают с коллегами из Онкологического центра MD Anderson Техасского университета и других учреждений над созданием имплантатов, похожих на бусинки размером с булавочную головку, которые будут непрерывно доставлять концентрированные дозы противораковых соединений, называемых цитокинами. (Фото Jeff Fitlow/Rice University)

При разработке новой технологии ученые использовали только безопасные для человеческого организма компоненты. По словам команды, новая методика способна вызывать более сильный иммунный ответ, чем существующие методы лечения, благодаря своей способности доставлять высокие концентрации препарата непосредственно в область опухоли.

"В этом исследовании мы продемонстрировали, что "фабрики лекарств" позволяют регулировать местное введение интерлейкина-2 и уничтожать опухоль на нескольких моделях мышей, что представляет огромную ценность", - сказал соавтор исследования доктор Амир Джазаери. "Это дает веские основания для клинических испытаний".

По словам команды, технология может быть адаптирована для использования против других видов рака путем насыщения микрокапсул различными типами клеток, вызывающими соответствующие иммунные реакции. Учёные утверждают, что лечение может быть готово к клиническим испытаниям уже в этом году.


Биоинженер Омид Вейсех и его коллеги из Университета Райса создали крошечные имплантаты, которые активируют иммунные клетки для уничтожения рака. В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances в марте 2022 года, ученые показали, что их имплантаты "фабрики лекарств" способны уничтожить рак яичников и толстой кишки на поздних стадиях у мышей всего за шесть дней. Лечение может быть готово к клиническим испытаниям на людях в конце 2022 года.