Биоинженеры создали имплантат для подбора оптимального лекарства от рака

Всем известно, что на сегодняшний день универсального эффективного препарата от рака не существует. Терапия подбирается для каждого пациента индивидуально, но порой доктора просто не успевают перепробовать все лекарства, состояние больного ухудшается.

биоинженеры создали имплантат для подбора оптимального лекарства от рака
Микроскопическое устройство выпускает в разные стороны различные препараты, которые воздействуют на различные сегменты опухоли

Чтобы разрешить эту проблему, биоинженеры из Массачусетского технологического института разработали небольшой имплантат размером с рисовое зёрнышко, который позволит ввести до 30 различных лекарственных препаратов в малых дозах и быстро подобрать реально работающий в каждом конкретном случае.

Принцип работы у нового устройства следующий. Имплантат вводят прямо в опухоль пациенту, и устройство выбрасывает небольшие дозы различных лекарственных препаратов. Затем врачи измеряют, насколько эффективно каждое отдельное соединение убивает раковые клетки.

«Наша разработка позволит докторам больше не гадать, какое средство сработает лучше всего для каждого пациента. Устройство можно использовать для одновременного тестирования целого ряда препаратов», — рассказывает ведущий автор исследования Оливер Джонас (Oliver Jonas) из Массачусетского технологического института, чья статья вышла в журнале Science Translational Medicine.

Современные методики тестирования лекарственных препаратов предполагают удаление опухоли у пациента, выращивание её в лабораторной чашке Петри и введение в неё различных соединений. Главный недостаток этого способа, по мнению специалистов MIT, заключается в том, что опухоль удаляется из своей естественной среды, влияние которой может быть очень велико.

«Наш подход предполагает перенесение лаборатории прямо в тело пациента. Это безопасный метод испытать лекарственные препараты прямо в естественной для опухоли микросреде», — поясняет Джонас.

Устройство изготовлено из жёсткого кристаллического полимера и может быть имплантировано в опухоль пациента при помощи обычной иглы для биопсии. Затем препараты вводятся на 200-300 микрометров вглубь опухоли, каждый в свою сторону, что исключает возможность смешивания их между собой.

Через день после введения имплантата он удаляется вместе с небольшим участком опухоли, на котором уже были испытаны различные лекарственные препараты. Затем исследователи приступают к проведению анализов эффектов от лекарств и изучают наличие маркеров клеточной гибели. Сравнение данных позволит вычислить максимально эффективное средство из испытанных.

Чтобы протестировать устройство, учёные ввели его мышам, которым предварительно пересадили опухоли человеческой простаты, молочной железы, а также меланомы. Эти три вида рака отличаются изменчивой чувствительностью к различным препаратам и потому идеально подходят для эксперимента.

Затем исследователи протестировали устройство на тройном негативном раке молочной железы — особом типе онкологического заболевания, который лишён наиболее распространённых маркеров рака молочной железы — рецептора эстрогена, рецептора прогестерона и мембранного белка HER2. Этот тип рака особенно опасен, так как ни один из препаратов, используемых против него, не может быть нацелен на конкретный генетический маркер.

При помощи своего нового устройства учёные обнаружили, что тройные негативные опухоли по-разному реагировали на пять лекарственных препаратов, обычно используемых для их лечения. Наиболее эффективным оказался паклитаксел, а затем шли доксорубицин, цисплатин, гемцитабин и лапатиниб. Те же результаты были получены при доставке этих лекарственных средств путём внутривенной инъекции, что доказывает точность новой методики.

Авторы нового исследования отмечают в пресс-релизе, что разработанный ими имплантат может также быть использован для испытания различных комбинаций уже существующих препаратов с целью повышения эффективности лечения. Таким образом, устройство пригодно и для разработки новых препаратов для лечения онкологических заболеваний, а также для доклинических испытаний недавно полученных соединений.

Добавим, что ранее американцы из компании Champions Oncology также предложили растить опухоль в мышиных аватарах, после чего опробовать тот или иной вид химиотерапии на грызунах. Этот подход лучше, чем проверка в чашках Петри, так как рак развивается в организме во многом близком человеческому. Однако он является весьма дорогостоящим и к тому же не так реалистичен, как предложенный специалистами MIT.

Ссылка на источник