Глиобластома остается одной из самых агрессивных и трудноизлечимых опухолей головного мозга. Основная проблема заключается в том, что раковые клетки активно проникают в здоровые ткани, из-за чего после хирургического удаления основной массы опухоли в мозге почти всегда остаются микроскопические очаги.
Именно они становятся причиной рецидивов, с которыми не всегда справляются химиотерапия и облучение. Группа исследователей предложила необычное решение этой проблемы, вдохновившись механизмом, который используют обычные морские мидии, чтобы удерживаться на подводных скалах. Исследование опубликовано в журнале Advanced Science.
Мидии выделяют особые белки, богатые полифенолами – химическими соединениями, которые обладают клейкостью даже в водной среде. Ученые из Каталонского института нанонауки и нанотехнологий совместно с коллегами из Барселонского автономного университета разработали на их основе специальный биоадгезивный пластырь. Это гибкий полимерный материал, который способен прочно прикрепляться к влажным тканям мозга. Однако его задача не просто закрыть рану после операции, а точечно уничтожить оставшиеся клетки опухоли.
Пластырь состоит из сополимера, в который включены производные дофамина (имитирующие клейкие вещества мидий) и катионные молекулы. Когда такой пластырь соприкасается с клетками глиобластомы, он начинает воздействовать на их внешнюю оболочку – мембрану. За счет электрического взаимодействия и химических свойств полимера мембрана раковой клетки буквально разрывается, что приводит к ее быстрой гибели. Этот процесс называют селективной цитотоксичностью – способностью вещества быть ядом только для определенных типов клеток.
Пластырь практически не вредит здоровым тканям. Исследователи протестировали разработку на нейронах и астроцитах – основных клетках мозга, которые обеспечивают его работу и защиту. Выяснилось, что в то время как клетки глиобластомы массово погибали под воздействием полимера, здоровые клетки оставались жизнеспособными. Это связано с различиями в строении и электрическом заряде мембран раковых и нормальных клеток: опухолевые структуры оказываются гораздо более уязвимыми перед липким полимером.
В будущем такие пластыри могут стать стандартным дополнением к нейрохирургическим операциям. Врач сможет наклеить биоадгезивный слой прямо на стенки полости, образовавшейся после удаления опухоли. Это позволит значительно снизить риск возвращения болезни и избежать высокой токсичности, которой обычно сопровождается традиционное лечение.
Пока технология прошла успешные испытания на клеточных культурах и животных моделях, ученые готовятся к дальнейшим этапам тестирования.
Текст: Полина Ложкина