Группа исследователей из Нью-Йоркского Университета разработала наноразмерные белковые мицеллы, которые могут как доставлять химиотерапевтические препараты напрямую к опухоли, так и отслеживаться с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ).
Инновация попадает в категорию «тераностика» (theranostics), что означает, что она сочетает в себе диагностические возможности и доставку лекарств, позволяя исследователям управлять терапией, а также неинвазивно контролировать терапевтический прогресс и резко сокращать необходимость хирургического вмешательства.
Группу ученых возглавляет профессор Химического и Биомолекулярного Машиностроения Университета Нью-Йорка (NYU Tandon School of Engineering) Джин Ким Монтклэр, которая говорит: «Давайте попробуем сравнить все это с ракетой, нацеленной на цель, ракета — это химиотерапевтический препарат, а раковые клетки это ее цель. Вполне очевидно, что совсем недостаточно целиться вслепую, нужно внимательно следить за курсом ракеты и определять, насколько она эффективна.»
Исследовательская работа «Протеиновые наноразмерные мицеллы для динамического магнитного резонанса и доставки терапевтических препаратов» была опубликована в журнале Американского Химического Общества ACS Nano. Соавторами работы были: доцент радиологии Юсеф Вадгири из Центра Передовых Инноваций и Исследований в Области Визуализации и Центра Биомедицинской Визуализации, оба так же работают в Школе Медицины Нью-Йоркского Университета; Линдси Хилл, студент, работающий с обоими профессорами; Прия Катял, доктор, исследователь в лаборатории Монтклера; Мин Хоанг и Закия Юсс, оба исследователи, работающие с Вадгири; Джозеф Фреццо, Синтия Сюй и Сюань Се, бывшие студенты Монклера, и Эрика Дельгадо-Фукусима, студентка её лаборатории.
В статье объясняется, что инженерные белки обеспечивают интересный шаблон для разработки контрастных агентов фтор-19 (19F) для МРТ, однако прогрессу препятствуют непредсказуемые релаксационные характеристики фтора. (МРТ основана на обнаружении различий в скоростях релаксации протонов молекул воды в ткани, но бывают случаи, когда скорости не отличаются достаточно между типами тканей, чтобы произвести достаточный контраст.)
В качестве раствора Монтклер и ее соавторы представляют биосинтез белкового блок-сополимера, содержащего аминокислотные строительные блоки с 19F, называемые «фторированным термореактивным собранным белком» (F-TRAP), который собирается в наноразмерную мицеллу с интересными свойствами визуализации наряду со способностью инкапсулировать и высвобождать небольшие терапевтические молекулы.
Ранее Монтклер разработала белково-липидную систему, способную одновременно переносить не только мелкомолекулярные терапевтические препараты, но и нуклеиновые кислоты для генной терапии в качестве двойного полезного груза для лечения рака, диабета и других болезней, требующих различных терапевтических подходов.
«Успехи Джин Монтклер в белковой инженерии иллюстрируют приверженность Тандона и Нью-Йоркского Университета совместным, научно-практическим исследованиям, которые имет большой потенциал на благоприятно воздействие на здравоохранение для лечения многочисленных пациентов», — сказала декан Нью-Йоркского Университета Елена Коваева. «Мы гордимся тем, что она эффективно решает проблемы такого большого медицинского и общественного значения.»
Источник: NYU Tandon School of Engineering