Глиобластомът е сред най-тежките и трудни за лечение онкологични заболявания. Дори при комбинация от хирургична намеса, лъчетерапия и химиотерапия по-малко от 30% от пациентите остават живи две години след поставянето на диагнозата.
Учените продължават да търсят нови терапевтични подходи, които биха могли да подобрят преживяемостта. Екип от Орегонския държавен университет вече е открил обещаващ начин за атакуване на тези тумори: наночастици, покрити със захар.
В изследване върху мишки, публикувано в Journal of Controlled Release, учените показват, че захарното покритие помага на наночастиците да преминат през кръвно-мозъчната бариера и да достигнат до тумора. След това те се насочват предимно към клетките на глиобластома, без да причиняват измерима токсичност в основните органи.
Захарно покритие отваря път през защитната бариера на мозъка
При създаването на наночастиците изследователите са използвали маноза, химически свързана с холестерол. (Goo et al., J. Control. Release, 2026)
Изборът на захар не е случаен. Учените са използвали маноза – монозахарид, близък по структура до глюкозата. И двете вещества могат да преминават през кръвно-мозъчната бариера посредством транспортен белтък, наречен GLUT1.
Кръвно-мозъчната бариера е плътна клетъчна система, която покрива вътрешната страна на кръвоносните съдове в мозъка. Тя защитава централната нервна система от токсини, патогени и други опасни вещества, но същевременно възпрепятства навлизането на много лекарства. Именно затова различни научни екипи разработват нови методи за доставяне на генетични терапии през защитната бариера на мозъка, включително чрез използване на естествени механизми за пренос на вещества между клетките.
„В кръвта има сравнително високи концентрации на глюкоза и наночастиците трябва да се конкурират с нея, за да бъдат пренесени от GLUT1“, обяснява фармацевтичният учен Олег Таратула.
„За да бъдат разпознати от GLUT1, наночастиците трябва да имат плътно покрита със захар повърхност. Именно в това се състои основната ни иновация.“
Защо връзката между манозата и холестерола е толкова важна
В основата на метода стои свързването на манозата с холестерола, който е главният градивен елемент на наночастиците. Това позволява върху всяка частица да бъде закрепено значително по-голямо количество захар. Така тя се разпознава по-лесно от GLUT1 и получава по-добър шанс да премине през кръвно-мозъчната бариера.
Според данните на Орегонския държавен университет химическото свързване на манозата с холестерола е увеличило шест пъти количеството захар върху повърхността на наночастиците. Това е съществено предимство, тъй като те трябва да се конкурират с глюкозата, която естествено присъства в кръвта.
Захарното покритие е помогнало на наночастиците да напуснат кръвообращението, да преминат през кръвно-мозъчната бариера и да навлязат в тъканта на мозъчния тумор. (Goo et al., J. Control. Release, 2026)
При експериментите с миши модели покритите със захар наночастици са достигнали до мозъка 9,9 пъти по-ефективно от частиците без такова покритие. След преминаването на бариерата се проявява и второто предимство на манозата: глиобластомните клетки имат изключително високи енергийни потребности и поглъщат големи количества захар.
Подходът, при който наноматериалите използват специфичните слабости на туморните клетки, се проучва и в други направления. Например наночастици от молибденов оксид са показали способност да унищожават избирателно ракови клетки, без да увреждат здравите. Тези резултати обаче са получени при клетъчни култури и технологията все още не е изпитана върху животни или хора.
mRNA „товарът“ възстановява естествения контрол върху клетъчния растеж
След като достигнат до тумора, наночастиците освобождават своя товар от информационна РНК, или mRNA. Тя носи генетични инструкции, които подтикват раковите клетки да произвеждат тумор-супресорния белтък PTEN.
PTEN има важна роля в регулирането на клетъчния растеж и делене, но при глиобластома неговото действие често е нарушено или потиснато. За да предпазят mRNA молекулите от разграждане, учените са включили в наночастиците и положително заредено холестеролово производно, което подпомага стабилното им капсулиране.
„Метаболизмът на глиобластома е пренастроен така, че туморната тъкан произвежда три пъти повече GLUT1 в сравнение с нормалната мозъчна тъкан. Затова, след като преминат през кръвно-мозъчната бариера, частиците се натрупват предимно в тумора“, обяснява специалистът по доставяне на лекарства Олена Таратула.
„Възстановяването на производството на PTEN в туморните клетки връща контрола върху растежа им. При многократно прилагане наблюдавахме свиване на тумора, без да установим измерима токсичност в органите.“
Туморът намалява значително, а преживяемостта се удължава
Резултатите от експериментите са обнадеждаващи. След 28 дни туморната тъкан е заемала средно 52% от мозъка на нелекуваните мишки. При животните, получили покритите със захар наночастици, този дял е намалял средно до едва 2,3%.
Удължила се е и медианната преживяемост – от 33 дни при нелекуваните мишки до 49 дни при третираните животни. Методът не е довел до пълно излекуване, но е забавил значително развитието на заболяването и е удължил живота на мишките.
Най-същественото ограничение е, че досега експериментите са проведени единствено върху животински модели. Предстои да бъде установено как системата действа върху човешки мозъчни клетки и при действителни случаи на глиобластом. Едва тогава ще може да се направи по-надеждна оценка на потенциала ѝ като противоракова терапия.
Данните за дългосрочната преживяемост на пациентите с глиобластом показват колко трудно е обещаващите резултати от лабораторни и животински изследвания да бъдат превърнати в устойчив клиничен успех.
Следователно откритието все още не представлява готово лечение за хора. Преди технологията да достигне до пациентите, ще са необходими допълнителни изследвания за безопасност, определяне на подходящите дози и потвърждаване на ефективността ѝ. Подобен процес обикновено преминава през няколко последователни етапа и може да отнеме години.
Въпреки това ранните резултати заслужават внимание. Особено впечатляващо е, че захарното покритие решава едновременно два от основните проблеми при лечението на мозъчни тумори: помага на наночастиците да преминат през кръвно-мозъчната бариера и ги насочва към туморните клетки.
Нови подходи в борбата с глиобластома
През последните години се появяват все повече експериментални подходи за лечение на глиобластома – от назални препарати, които потискат механизмите на туморния растеж, до терапии, предназначени да засилят реакцията на имунната система.
Един от тях използва генетично модифицирани CAR T-клетки, които се програмират да разпознават определени белези върху повърхността на туморните клетки. При ранно клинично изпитване на CAR T-клетъчна терапия срещу глиобластом при един от пациентите е наблюдавано бързо свиване на тумора. При останалите участници обаче ефектът не е бил толкова траен, а малкият им брой не позволява да се правят окончателни изводи.
Друг предклиничен подход използва малка молекула, която може да преминава през кръвно-мозъчната бариера и да атакува клетките на глиобластома. При изследвания върху мишки тя е унищожила туморни клетки, без видимо да увреди здравата тъкан. И този метод обаче трябва да премине през още много изпитвания, преди да бъде оценен като възможно лечение за хора.
Технология с потенциал отвъд лечението на мозъчни тумори
Изследователите смятат, че методът за пренасяне на терапевтични вещества чрез покрити със захар наночастици може да намери приложение и извън лечението на мозъчни тумори. Технологията би могла да осигури надеждно и прецизно доставяне на лекарства през кръвно-мозъчната бариера до конкретни области на мозъка.
„Отвъд глиобластома тази основана на холестерол стратегия за плътно функционализиране на повърхността създава универсална платформа за mRNA терапии, насочени към мозъка“, пишат учените в публикуваното изследване.
„Резултатите показват, че липидните наночастици, изградени от маноза и холестерол, са обещаваща платформа с потенциал за клинично приложение при mRNA терапии срещу глиобластом, както и срещу други неврологични заболявания, които изискват пряко доставяне на терапевтични вещества в мозъка.“
Изследването е публикувано в Journal of Controlled Release.
