Как наночастицы могут изменить методы лечения рака?

99% противораковых препаратов никогда не проникают в опухоль, а вымываются из организма, не успев проделать свою работу. Как доставить спасающие жизнь лекарства к опухоли? Исследовательница рака Джой Вольфрам рассказывает о новейших медицинских исследованиях наночастиц — мельчайших частиц, которые можно использовать для доставки лекарств в центр опухоли, — и поясняет, как наночастицы могут задержать лекарства в организме на более долгий срок, чтобы те успели атаковать злокачественные клетки.

Был обычный апрельский воскресный день.

Зазвонил телефон,

я взяла трубку

и услышала: «Это Ребекка.

Я звоню, чтобы пригласить тебя

на свои похороны».

Я сказала: «Ребекка, что ты несёшь?»

А она мне: «Джой, ты моя подруга,
тебе придётся меня отпустить.

Мой черёд настал».

На следующий день она умерла.

На момент смерти Ребекке был 31 год.

8 лет жизни она боролась с раком груди.

Он возвращался трижды.

Я не спасла её.

Учёные не спасли её.

Медики не спасли её.

И не только её.

Каждые 5 секунд

кто-то в мире умирает от рака.

Сегодня мы, врачи-исследователи,
обязаны сделать так,

чтобы Ребекка и другие онкопациенты

стали последними,
кого мы не смогли спасти.

Одно только правительство США потратило
более $100 млрд на исследования рака

с 1970-х годов.

Однако выживаемость пациентов
повышается весьма медленно.

Особенно это касается некоторых типов
крайне агрессивных форм рака.

Нам нужны перемены, поскольку, очевидно,

то, что мы делали до сих пор, не работает.

Задача медиков — выслать пожарных,

потому что рак похож на большой пожар,

а пожарные — это лекарства от рака.

Но мы высылаем их без пожарной машины:

без транспорта, лестниц

и спасательного оборудования.

Более 99% этих пожарных никогда
не попадают на пожар.

Более 99% противораковых препаратов
не проникают в опухоль,

потому что им не хватает
транспорта и инструментов,

чтобы добраться до места назначения.

Получается, счастье действительно
в месте, в месте, в месте.

(Смех)

Чтобы добраться до нужного места,
нам нужна пожарная машина.

И я хочу рассказать вам, что такими
машинами являются наночастицы.

Можно загрузить лекарства от рака
внутрь наночастиц,

и наночастицы могут стать перевозчиками

и необходимым оборудованием,

чтобы доставить лекарства от рака
в центр опухоли.

Что такое наночастицы

и что такое наноразмер?

Есть много разных типов наночастиц

из разных материалов,

например, наночастицы на основе металла

или наночастицы на основе жира.

Чтобы показать наноразмер,

я взяла свой волос

и поместила его под микроскоп.

У меня очень тонкие волосы,

поэтому диаметр моего волоса
около 40 000 нанометров.

Это значит, что если мы возьмём
400 наночастиц

и поставим их друг на друга,

то получим толщину одного волоса.

Я руковожу лабораторией наномедицины
для борьбы с раком и другими болезнями

в клинике Мэйо в Джексонвилле.

У нас есть

все необходимые условия
для улучшения жизни пациентов,

благодаря щедрым пожертвованиям
и грантам на развитие исследований.

Как же наночастицы могут
транспортировать лекарства от рака

к опухоли?

Для этого у них есть
обширный набор свойств.

Без наночастиц противораковые препараты
быстро вымываются из организма

через почки,

потому что они слишком мелкие.

Они утекают, как вода сквозь сито,

и им не хватает времени,
чтобы добраться до опухоли.

Этот процесс показан на рисунке.

Пожарные — лекарства от рака

циркулируют в крови,

но быстро вымываются из тела

и не успевают проникнуть в опухоль.

Но если мы поместим лекарства
в наночастицы,

организм не вымоет их,

поскольку наночастицы слишком большие.

Они продолжат циркулировать в крови,

и у них будет больше времени,
чтобы найти опухоль.

Здесь мы видим лекарства-пожарных

внутри машины-наночастицы.

Они циркулируют в крови,

они не вымываются

и в конце концов достигают опухоли.

Какие ещё свойства есть у наночастиц?

Они защищают лекарства от разрушения
внутри организма.

Есть некоторые очень важные,
но чувствительные препараты,

которые легко расщепляются энзимами крови.

Если их не защитить наночастицами,

они не смогут функционировать.

Ещё одно свойство наночастиц —
присоски на поверхности,

похожие на ручки с пальчиками,
которыми они цепляются к опухоли

и проникают в неё.

Когда наночастицы циркулируют в крови,

они могут цепляться к раковым клеткам,

давая лекарствам больше времени на работу.

Это лишь некоторые из многих
свойств наночастиц.

Сегодня

у нас есть более 10 клинически одобренных
наночастиц для лечения рака,

которые дают пациентам по всему миру.

Однако у нас ещё есть пациенты,
которые умирают, как Ребекка.

Каковы главные трудности и ограничения

у одобренных на данный момент наночастиц?

Главная проблема — это печень,

потому что печень —
это система фильтрации организма.

Она распознаёт и разрушает
инородные тела:

вирусы, бактерии и наночастицы.

Иммунные клетки печени
съедают наночастицы,

не давая им добраться до опухоли.

На этом рисунке мы видим, что проблему
с почками удалось решить,

но эти машины-наночастицы

застревают в печени,

и до опухоли добирается меньше наночастиц,
чем могло бы быть.

Дальнейшая стратегия
по улучшению наночастиц —

временно обезоружить
иммунные клетки печени.

Как же это сделать?

Мы рассмотрели лекарства,
которые уже были клинически одобрены

для других показаний,

чтобы проверить, могут ли они
помешать иммунным клеткам

поглощать наночастицы.

Неожиданно в одном из наших
доклинических исследований

мы обнаружили, что лекарство от малярии
70-летней давности

смогло помешать иммунным клеткам
поглощать наночастицы,

и они смогли покинуть печень

и продолжить путь к своей цели — опухоли.

Здесь мы видим, что печень заблокирована.

Наночастицы не попадают в неё

и вместо этого оказываются в опухоли.

Вот так иногда в науке создаются
неожиданные взаимосвязи,

которые приводят к новым решениям.

Ещё одна стратегия защиты наночастиц

от застревания в печени —

это использование собственных
наночастиц организма.

Да! Вот так сюрприз!

У каждого из нас есть
множество наночастиц,

циркулирующих в организме.

Поскольку они часть нашего тела,

печень реже расценивает их
как инородные тела.

Эти биологические наночастицы
можно найти в слюне,

крови, моче, поджелудочном соке.

Мы можем собрать их из организма

и использовать в качестве пожарных машин
для лекарств от рака.

В этом случае

иммунные клетки печени будут
менее склонны к поглощению

биологических наночастиц.

Мы применяем концепцию «Троянского коня»,

чтобы обмануть печень.

Мы видим, что биологические наночастицы

циркулируют в крови.

Они не распознаются печенью

и проникают в опухоль.

В будущем

мы хотим поставить на службу
естественные наночастицы организма

для доставки лекарств от рака,

снижения побочных эффектов
и спасения жизней,

защищая противораковые препараты
от движения по неверному пути.

Однако возникает вопрос:

как отделить биологические наночастицы
в больших количествах,

не повредив их?

В моей лаборатории создали
эффективный метод для этого.

Мы можем обрабатывать большое количество
биологических жидкостей,

чтобы создать высококонцентрированный
и высококачественный состав

биологических наночастиц.

Эти наночастицы ещё не введены
в клиническое использование,

так как на то, чтобы что-то из лаборатории

попало в вашу аптечку,

уходит в среднем 12 лет.

Для решения этой задачи
нужна совместная работа

учёных и врачей,

которые посвящают жизнь этой борьбе.

Благодарность пациентов
вдохновляет нас двигаться вперёд.

Я верю, что если мы продолжим работать
над созданием нанопрепаратов,

то сможем снизить вред лекарств
на здоровые органы,

улучшить качество жизни

и спасти будущих пациентов.

Мне нравится представлять себе,

что если бы эти лекарства
были доступны Ребекке,

тот звонок от неё

мог бы быть приглашением

не на похороны,

а на свадьбу.

Спасибо.

(Аплодисменты)
[Надпись на экране: «В память о Ребекке»]