Адаптерні білки, які називають STING (стимулятор генів інтерферону), допомагають імунній системі ідентифікувати патогени і ракові клітини. Препарати, що активують агоністів STING, можуть покращити здатність імунної системи розпізнавати ракові клітини. Погана здатність цих маленьких водорозчинних молекул досягати пухлин в адекватних концентраціях через їхнє швидке виведення нирками, однак, обмежує клінічну корисність агоністів STING. З іншого боку, здорові клітини може бути отруєні адаптерними білками.
Імунологічне жало проти патогенів та ракових клітин
У дослідженні, опублікованому в журналі Nature Nanotechnology, описаний дизайн та розробка полімеру з наночастинками під назвою ZnCDA, що має сильну здатність націлюватися на пухлини. ZnCDA містить циклічний димерний аденозинмонофосфат (CDA), потужний агоніст STING, який є молекулою-месенджером нуклеотидів, виявленою у бактеріях. Над проектом співпрацювали університет Чикаго, Університетський медичний центр Гамбург-Еппендорф, Університет Північної Кароліни в Чапел-Хілл, а також університети Пекіна і Цінхуа в Китаї.
Дослідники демонструють, що при внутрішньовенному введенні ZnCDA циклічний димерний аденозинмонофосфат зберігається у системному кровообігу протягом тривалого періоду часу та ефективно впливає на пухлини за допомогою одноразової дози. Ендотеліальні клітини, що вистилають кровоносні артерії, які постачають кров’ю пухлини, ушкоджуються ZnCDA, що призводить до накопичення наночастинок в пухлинах.
Щоб вплинути на найважливіші імунологічні процеси обробки та презентації антигену, ZnCDA орієнтований на імунні клітини, відомі як макрофаги, асоційовані з пухлиною (tumor associated macrophages, TAM). Це змінює реакцію Т-клітин проти пухлинних клітин. Крім того, ZnCDA синергічно підвищує ефективність імунотерапії блокадою контрольних точок імунітету та променевої терапії, підвищуючи чутливість до променевої терапії при гліомах та долаючи резистентність до імунотерапії при деяких злоякісних новоутвореннях підшлункової залози.
Неорганічна хімія та медицина поєдналися унікальним чином, щоб задовольнити потребу в лікуванні злоякісних новоутворень, стійких до традиційної терапії. Радіація та імунотерапія змогли успішно лікувати ці види раку, тому що вчені змогли ввести імуностимулятор, який має вроджену протипухлинну активність. Більш ранні дослідження команди Вайхсельбаума та інших дослідників показали, що миші, у яких були відсутні агоністи STING, не виробляли ефективну імунну відповідь на рак при проведенні імунотерапії або опромінення у високих дозах.
Професор хімії в університеті Чикаго Венбін Лін, доктор філософії, є експертом у створенні наночастинок для доставки ліків від раку. Лін створив нетоксичні координаційні нанорозмірні полімери фосфату цинку (NCPS), які укладені в ліпідні шари. Кількість ліків, які досягають пухлин і накопичуються в них, можуть бути додатково збільшені шляхом розробки цих полімерів для контрольованого вивільнення. Лін з ентузіазмом ставиться до потенційного застосування полімерів фосфату цинку в медицині та заснував для цього стартап-компанію Coordination Pharmaceuticals.
Команди Вайхсельбаума та Ліна завантажили аденозинмонофосфати у нетоксичні нанорозмірні координаційні полімери фосфату цинку для поточного дослідження. Шлях агоністів STING активується циклічним димерним аденозинмонофосфатом, який також посилює вроджену імунну відповідь організму. Реактивована імунна відповідь бореться з раком, збільшуючи накопичення ліків у пухлинах, пригнічуючи розвиток пухлини, запобігаючи метастазуванням, розриваючи кровоносні артерії пухлини та покращуючи презентацію антигену макрофаг, асоційованих з пухлиною.
