Нейтрофил – друг липосомы: Ученые НИТУ «МИСиС» обнаружили новый фактор эффективной доставки лекарств в опухоли

Липосомы – искусственно созданные жировые пузырьки – проникают в опухоль благодаря так называемому эффекту «повышенной проницаемости и удержания» (enhanced permeability and retention, EPR). 
EPR-эффект возникает из-за чрезмерного разрастания сосудов, вызванного аномальной потребностью опухоли в кислороде и питании. При патологическом разрастании в стенках сосудов появляются огромные поры до 200 нм в диаметре. Также разрастание опухоли вызывает сдавливание лимфатических сосудов и препятствует нормальному оттоку межклеточной жидкости. Таким образом, липосомы проникают в опухоль и не могут выйти из-за нарушенного лимфодренажа.
Считается, что благодаря EPR-эффекту липосомы, могут проникать только в опухоль, но не в здоровые ткани.  Однако так ли это на самом деле? И что происходит в сосуде?
Ученые лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» наблюдали за доставкой препарата в ткани здоровых мышей и в различные виды злокачественной опухоли: рак молочной железы, рак предстательной железы и меланому. Наблюдения были проведены с помощью интравитального микроскопа, который позволяет изучать процессы непосредственно в живом организме. 
«Первый вывод, который мы получили в результате исследования – в живых тканях происходит два типа проникновения липосом из сосудов в ткани.  Микроутечка – это небольшое изолированное скопление липосом вокруг сосуда. Такой процесс  бесполезен для терапии опухолей, так как не позволяет препарату достичь опухолевых клеток. Более того, микроутечки обнаружены в здоровых тканях, что объясняет токсичность лекарств на основе липосом, использующихся в современной клинике», - рассказывает автор работы, научный сотрудник лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Виктор Науменко. 
Второй, наиболее интересный результат наблюдения, – утечкам в ткани опухоли способствует нейтрофил, разновидность лейкоцита, иммунной клетки организма. Когда нейтрофил выходит из сосуда, вместе с ним, через «приоткрывающуюся дверь» в сосудистой стенке, в опухоль успевают проникнуть липосомы. Согласно результатам, полученным научным коллективом, нейтрофилы повышают эффективность проникновения липосом в опухоль на треть.
Это открытие дает четкую закономерность: нейтрофилы повышают проницаемость сосудов опухоли для адресной доставки липосомальных препаратов, а значит, и увеличивают шансы на излечение. Причем происходит это только в случае макроутечки, которая представляет собой крупное диффузное «облако» липосом, проникающее глубоко в опухоль, обеспечивая, тем самым, целевую доставку лекарства.
«Разграничение двух типов утечек имеет важное значение для понимания механизма того, как работают лекарства на основе липосом. Наши результаты свидетельствуют о том, что микроутечки не только не способствуют доставке препаратов к опухолевым клеткам, но и ответственны за его нежелательное накопление в здоровых тканях. Лечебный эффект достигается за счет макроутечек, и нейтрофилы способны помочь его усилить», – подчеркнул Виктор Науменко.
В настоящее время коллектив продолжает лабораторные исследования в целях снижения нежелательных побочных эффектов липосомной терапии. 

Справка о НИТУ «МИСиС»

НИТУ «МИСиС» - один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ «МИСиС» также представляет собой полноценный научный центр. Университет занимает ведущие позиции в мире в предметных рейтингах THE, QS и ARWU сразу по 13 направлениям, входя в топ-100 в категориях «Инжиниринг–Горное дело» (рейтинг QS) и «Инжиниринг-Металлургия» (рейтинг ARWU), в области материаловедения НИТУ «МИСиС» в группе 101+ лучших вузов (рейтинг QS).

Стратегическая цель НИТУ «МИСиС» к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации:  материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере био-, нанотехнологий и ИТ. В состав университета входит 10 институтов, 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом. В НИТУ «МИСиС» учится более 22 000 обучающихся из 81 страны мира. В университете действуют более 30 научно-исследовательских лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные  ученые. НИТУ «МИСиС» успешно реализует совместные проекты с крупнейшими высокотехнологичными компаниями России и мира.