Созданы наночастицы для доставки бора при бор-нейтронозахватной терапии
Ученые Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН (ИБХФ РАН) совместно с коллегами разработали полимерные наночастицы для бор-нейтронозахватной терапии. В качестве источника бора использовали бис(дикарболлид)кобальта, включенный в состав полимерных наночастиц из сополимера молочной и гликолевой кислот (ПЛГА).
Бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) основана на способности стабильного изотопа 10В захватывать низкоэнергетические нейтроны. В результате ядерной реакции образуются альфа-частица и ядро лития, пробег которых в ткани составляет менее 10 мкм и примерно соответствует размеру одной клетки. Поэтому одна из ключевых задач БНЗТ — обеспечить достаточное накопление бора в опухоли при минимальном его содержании в крови и здоровых тканях.
«Короткий пробег образующихся частиц позволяет локализовать повреждающее действие преимущественно в клетках, накопивших 10В. Однако существующие борсодержащие препараты имеют ограничения, связанные с селективностью и неоднородностью накопления в опухоли. Один из подходов к решению этой проблемы — использование наноразмерных систем доставки», — рассказала один из авторов исследования, заведующая лабораторией количественной онкологии ИБХФ РАН, кандидат химических наук Елена Никольская.
В качестве источника бора ученые использовали бис(дикарболлид) кобальта (COSAN) — соединение, в структуру которого входят 18 атомов бора. Исследователи оптимизировали условия получения полимерных наночастиц с COSAN, охарактеризовали физико-химические свойства, изучили высвобождение соединения, цитотоксичность и накопление наночастиц в клетках меланомы.
На модели меланомы мыши B16 исследователи показали, что после внутривенного введения животным разработанной системы бор накапливается в опухолевой ткани. Через 12 часов в опухоли был зарегистрирован наиболее высокий средний уровень бора среди исследованных тканей. Содержание бора в опухоли и органах определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС), который позволяет количественно определять содержание отдельных элементов в биологических образцах.
«Эта работа — один из этапов разработки системы доставки для БНЗТ. Мы прошли путь от оптимизации состава и физико-химической характеристики наночастиц до клеточных экспериментов и исследования биораспределения in vivo. На следующем этапе планируем подобрать режим введения, позволяющий повысить накопление бора в опухоли, и оценить систему непосредственно при нейтронном облучении», — первый автор исследования, младший научный сотрудник и аспирант ИБХФ РАН Максим Клименко.
В исследовании приняли участие сотрудники ИБХФ РАН, ИНЭОС РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, ИПТМ РАН, НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева и ЦТП ФХФ РАН.