Исследование, опубликованное в Journal of Materials Chemistry B, показало, что «загрузка» химиотерапевтического препарата на крошечные магнитные частицы, которые могут нагревать раковые клетки одновременно с доставкой к ним лекарства, была на 34% эффективнее. уничтожение раковых клеток, чем химиотерапевтический препарат без добавления тепла.
Наночастицы магнитного оксида железа, переносящие химиотерапевтический препарат, выделяют тепло при воздействии переменного магнитного поля.
Это означает, что после того, как наночастицы накопятся в области опухоли, переменное магнитное поле может быть применено извне тела, позволяя проводить тепловую и химиотерапевтическую терапию одновременно.
Эффекты двух методов лечения были синергетическими, то есть каждое лечение усиливало эффективность другого, то есть в сочетании они были более сильными, чем когда по отдельности.
Исследование проводилось на клетках в лаборатории, и перед клиническими испытаниями с участием пациентов необходимы дальнейшие исследования.
Старший автор профессор Нгуен Т. K. Тхань (группа биофизики, UCL Physics & Astronomy) сказал: «Наше исследование показывает огромный потенциал сочетания химиотерапии с термообработкой, осуществляемой с помощью магнитных наночастиц.
«Хотя эта комбинация терапии уже одобрена для лечения быстрорастущих глиобластом, наши результаты показывают, что у нее есть потенциал для более широкого использования в качестве широкой противораковой терапии.
«Эта терапия также имеет потенциал для уменьшения побочных эффектов химиотерапии, поскольку она более нацелена на раковые клетки, а не на здоровые ткани. Это необходимо изучить в дальнейших доклинических испытаниях."
В исследовании исследователи объединили магнитные наночастицы с широко используемым химиотерапевтическим препаратом, доксорубицином, и сравнили эффекты этого композита в различных сценариях на клетки рака груди человека, клетки глиобластомы (рака мозга) и клетки рака простаты мыши.
В наиболее успешном сценарии они обнаружили, что тепло и доксорубицин вместе убили 98% раковых клеток мозга через 48 часов, тогда как доксорубицин без тепла убил 73%.
Между тем, что касается клеток рака груди, 89% были убиты нагреванием и доксорубицином вместе, в то время как 77% были убиты через 48 часов только доксорубицином.
Раковые клетки более восприимчивы к теплу, чем здоровые клетки – они подвергаются медленной смерти (апоптозу), когда температура достигает 42 градусов по Цельсию, тогда как здоровые клетки способны выдерживать температуру до 45 градусов по Цельсию.
Исследователи обнаружили, что нагревание раковых клеток всего на несколько градусов, до 40 градусов по Цельсию, повышает эффективность химиотерапии, а это означает, что лечение может быть эффективным с более низкими дозами наночастиц.
Они обнаружили, что комбинация методов лечения была наиболее эффективной, когда наночастицы были поглощены или интернализованы раковыми клетками, но они обнаружили, что химиотерапия также усиливается, когда наночастицы выделяют тепло, оставаясь вне раковых клеток (что было бы более простой формой лечение доставить).
Однако эффекты при более низких температурах возникали только тогда, когда наночастицы оксида железа были интернализованы или плотно отложены на поверхности раковых клеток.
Наночастицы также имеют полимерное покрытие, которое предотвращает попадание химиотерапевтического препарата в здоровые ткани. Покрытие чувствительно к нагреванию и pH и предназначено для высвобождения лекарства при повышении температуры, а наночастицы интернализуются в крошечные карманы в клетках, называемых «лизосомами», которые имеют более низкий pH, чем остальная часть клеточной среды.
Эта внутриклеточная доставка лекарственного средства была особенно эффективной для клеток рака простаты мышей, которые показали превосходный синергетический эффект гибели клеток, особенно когда температура достигала 42 ° C.
Соавтор доктор Оливье Сандре из Университета Бордо сказал: «Поскольку тепло может генерироваться через переменное магнитное поле, высвобождение лекарства может быть сильно локализовано в раковых клетках, потенциально уменьшая побочные эффекты."