Вчені з Національного університету Сінгапуру (National University of Singapore, NUS) розробили новий метод, який може суттєво змінити підхід до лікування раку. Йдеться про технологію, що дозволяє «доставляти» ліки прямо в мітохондрії — енергетичні центри ракових клітин, які відіграють ключову роль у їхньому виживанні та рості.
Суть підходу полягає у використанні золотих наночастинок, до яких додають унікальні ДНК-«штрихкоди». Завдяки цим міткам дослідники можуть одночасно відстежувати десятки різних варіантів наночастинок у живих організмах і швидко визначати, які з них найкраще досягають пухлин і навіть проникають усередину клітин до мітохондрій.
Команда перевірила близько 30 різних конструкцій наночастинок, які відрізнялися формою, розміром і хімічним покриттям. Це дозволило зібрати понад тисячу даних про їхню поведінку в організмі — від загального розподілу по органах до точного потрапляння в окремі клітинні структури. При цьому метод виявився набагато ефективнішим за класичні підходи: він вимагав у 30 разів менше експериментальних моделей.
Одним із ключових відкриттів стало те, що наночастинки, які добре накопичуються в пухлинах, також частіше досягають мітохондрій. Це важливий висновок, адже саме мітохондрії контролюють вироблення енергії та процеси запрограмованої загибелі клітин. Впливаючи на них, можна фактично «вимкнути» ракову клітину.
Серед протестованих варіантів особливо ефективними виявилися дві формули. Перша — сферичні наночастинки, модифіковані фолієвою кислотою, які добре накопичувалися в пухлинах завдяки довшій циркуляції в крові. Друга — кубічні наночастинки більшого розміру, які краще проникали всередину пухлинних клітин через природні механізми клітинного поглинання.
Найбільш перспективний результат отримали саме з кубічними наночастинками. У поєднанні з терапією на основі РНК та м’яким нагріванням за допомогою світла вони майже повністю знищували пухлини у доклінічних експериментах — іноді після однієї дози.
Крім прямого впливу на ракові клітини, терапія також змінювала поведінку імунних клітин у пухлині. Зокрема, макрофаги, які зазвичай підтримують ріст пухлини, починали переходити у «боротьбовий» стан, допомагаючи організму протистояти хворобі.
Дослідники наголошують, що ефективність наночастинок залежить не від одного параметра, а від складної комбінації форми, розміру та поверхневих властивостей. Саме тому нова платформа дозволяє відійти від методу проб і помилок та значно швидше знаходити оптимальні рішення для доставки ліків.
У перспективі ця технологія може стати основою для нового покоління персоналізованої медицини. Вчені планують розширити бібліотеку наночастинок і підключити штучний інтелект для аналізу даних, а також адаптувати метод для доставки ліків до інших клітинних структур.
Якщо ці підходи підтвердять свою ефективність у подальших дослідженнях, це може відкрити новий етап у лікуванні раку — з точковим впливом на хворі клітини та мінімальним пошкодженням здорових тканин.