Адаптерные белки, называемые STING (стимулятор генов интерферона), помогают иммунной системе идентифицировать патогены и раковые клетки. Препараты, активирующие агонистов STING, могут улучшить способность иммунной системы распознавать раковые клетки. Плохая способность этих маленьких водорастворимых молекул достигать опухолей в адекватных концентрациях из-за их быстрого выведения почками, однако, ограничивает клиническую полезность агонистов STING. Кроме того, здоровые клетки могут быть отравлены адаптерными белками.
Иммунологическое жало против патогенов и раковых клеток
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Nanotechnology, описан дизайн и разработка полимера с наночастицами под названием ZnCDA, обладающего сильной способностью нацеливаться на опухоли. ZnCDA содержит циклический димерный аденозинмонофосфат (CDA), мощный агонист STING, который является молекулой-мессенджером нуклеотидов, обнаруженной в бактериях. Над проектом сотрудничали Чикагский университет, Университетский медицинский центр Гамбург-Эппендорф, Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл, а также университеты Пекина и Цинхуа в Китае.
Исследователи демонстрируют, что при внутривенном введении ZnCDA циклический димерный аденозинмонофосфат сохраняется в системном кровообращении в течение длительного периода времени и эффективно воздействует на опухоли с помощью однократной дозы. Эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные артерии, которые снабжают кровью опухоли, повреждаются ZnCDA, что приводит к накоплению наночастиц в опухолях.
Чтобы повлиять на важнейшие иммунологические процессы обработки и презентации антигена, ZnCDA нацелен на иммунные клетки, известные как макрофаги, ассоциированные с опухолью (tumor associated macrophages, TAM). Это изменяет реакцию Т-клеток против опухолевых клеток. Кроме того, ZnCDA синергически повышает эффективность иммунотерапии блокадой контрольных точек иммунитета и лучевой терапии, повышая чувствительность к лучевой терапии при глиомах и преодолевая резистентность к иммунотерапии при некоторых злокачественных новообразованиях поджелудочной железы.
Неорганическая химия и медицина объединились уникальным образом, чтобы удовлетворить потребность в лечении злокачественных новообразований, устойчивых к традиционной терапии. Радиация и иммунотерапия смогли успешно лечить эти виды рака, потому что ученые смогли ввести иммуностимулятор, обладающий врожденной противоопухолевой активностью. Более ранние исследования команды Вайхсельбаума и других исследователей показали, что у мышей, у которых отсутствовали агонисты STING, не вырабатывался эффективный иммунный ответ на рак при проведении иммунотерапии или облучения в высоких дозах.
Профессор химии в Чикагском университете Венбин Лин, доктор философии, является экспертом в создании наночастиц для доставки лекарств от рака. Лин создал нетоксичные наноразмерные координационные полимеры фосфата цинка (NCPS), которые заключены в липидные слои. Количество лекарства, которое достигает опухолей и накапливается в них, может быть дополнительно увеличено путем разработки этих полимеров для контролируемого высвобождения. Лин с энтузиазмом относится к потенциальному применению полимеров фосфата цинка в медицине и основал для этого стартап-компанию Coordination Pharmaceuticals.
Команды Вайхсельбаума и Лина загрузили аденозинмонофосфаты в нетоксичные наноразмерные координационные полимеры фосфата цинка для текущего исследования. Путь агонистов STING активируется циклическим димерным аденозинмонофосфатом, который также усиливает врожденный иммунный ответ организма. Реактивированный иммунный ответ борется с раком, увеличивая накопление лекарств в опухолях, подавляя развитие опухоли, предотвращая метастазирование, разрывая кровеносные артерии опухоли и улучшая презентацию антигена макрофаг, ассоциированных с опухолью.
