eng
Просмотры: 485
09.03.2022
Наноматериалы произвели революцию в мире лечения рака, а наночастицы растительного происхождения имеют дополнительное преимущество - они экономически эффективны и просты в массовом производстве.
Исследователи из Токийского научного университета недавно разработали новые бионаночастицы, полученные из кукурузы, для прямого воздействия на раковые клетки через иммунный механизм. Полученные результаты обнадеживают, технология продемонстрировала эффективность при лечении опухолевых мышей. Более того, до сих пор у мышей не было зарегистрировано никаких серьезных побочных эффектов.
Наночастицы продемонстрировали огромный потенциал во многих областях науки и техники, включая терапию. Однако обычные, синтетические наночастицы сложны и дороги в производстве. Внеклеточные везикулы (EVs), которые появились в качестве альтернативы синтетическим наночастицам, демонстрируют трудности в массовом производстве.
Другим недавно появившимся вариантом являются наночастицы (НП) растительного происхождения, которые можно легко производить в больших количествах при относительно низких затратах. Как и EVs, системы на основе таких наночастиц также содержат биоактивные молекулы, включая полифенолы (известные антиоксиданты) и микроРНК, которые могут доставлять лекарства в целевые органы нашего тела.
Используя эти знания, исследователи из Токийского научного университета (TUS) недавно разработали бионаночастицы с противораковой активностью, используя в качестве сырья кукурузу (маис).
Профессор Макия Нишикава из Токийского научного университета (Япония), возглавлявший исследовательскую группу в этом начинании, поясняет: "Контролируя физико-химические свойства наночастиц, мы можем управлять их фармакокинетикой в организме; поэтому мы хотели изучить наночастицы съедобных растений. Маис, или кукуруза, производится в больших количествах по всему миру как в своем родном виде, так и в генетически модифицированных формах. Именно поэтому мы выбрали ее для нашего исследования". Результаты исследования были опубликованы онлайн 24 ноября 2021 года в журнале Scientific Reports.
Команда создала однородную смесь суперсладкой кукурузы в воде, затем центрифугировала этот кукурузный сок на высокой скорости, после чего отфильтровала его через шприцевой фильтр с размером пор 0,45 мкм. Затем отфильтрованные образцы подвергались ультрацентрифугированию для получения NPs, полученных из кукурузы. Полученные из кукурузы NPs (cNPs) имели диаметр около 80 нм. Довольно интересно, что эти НПФ также несли крошечный чистый отрицательный заряд -17 мВ.
Затем исследовательская группа поставила эксперименты, чтобы выяснить, поглощаются ли эти УНП различными типами клеток. В серии многообещающих результатов было показано, что кНП были поглощены несколькими типами клеток, включая клинически значимые опухолевые клетки colon26 (раковые клетки, полученные от мышей), макрофагоподобные клетки RAW264.7 и нормальные клетки NIH3T3.
Клетки RAW264.7 обычно используются в качестве скрининга in vitro для иммуномодуляторов - лекарств, которые в первую очередь направлены на различные пути развития рака.
Результаты были поразительными: из трех типов клеток, cNPs значительно подавляли рост только клеток colon26, что указывает на их избирательность в отношении канцерогенных клеточных линий. Более того, cNPs смогли успешно индуцировать высвобождение фактора некроза опухоли-α (TNF-α) из клеток RAW264.7. Хорошо задокументированный факт состоит в том, что TNF-α в основном выделяется макрофагами, естественными клетками-киллерами и лимфоцитами – тремя ключевыми компонентами нашей высокоразвитой иммунной системы, которые помогают вызвать противораковый ответ. "Сильный ответ TNFα был обнадеживающим и указывал на роль cNP в лечении различных видов рака", - объясняет доктор Дайсуке Сасаки, первый автор исследования, преподаватель и научный сотрудник TUS.
Затем исследовательская группа провела репортерный анализ с использованием фермента "люцифераза" (полученного из светлячков), который является чувствительным репортером для изучения различных биологических реакций. Этот анализ на основе люциферазы показал, что мощная комбинация cNPs и клеток RAW264.7 значительно подавляла пролиферацию клеток colon26. Наконец, исследовательская группа изучила действие cNPs на лабораторных мышей, у которых были подкожные опухоли. И снова результаты оказались поразительными: ежедневное введение наночастиц в опухоли colon26 значительно подавляло рост опухоли, не вызывая серьезных побочных эффектов или потери веса.
"Оптимизируя свойства наночастиц и комбинируя их с противораковыми препаратами, мы надеемся разработать безопасные и эффективные лекарства от различных видов рака", - оптимистично замечает профессор Нишикава.
Доктор Косуке Кусамори, соавтор работы и доцент TUS, резюмируя полученные результаты, говорит: "Эти cNPs обладают превосходными противоопухолевыми свойствами, их легко разрабатывать, и они экономически выгодны. Более того, они не проявляют никаких серьезных побочных эффектов, по крайней мере, у мышей".
Наночастицы продемонстрировали огромный потенциал во многих областях науки и техники, включая терапию. Однако обычные, синтетические наночастицы сложны и дороги в производстве. Внеклеточные везикулы (EVs), которые появились в качестве альтернативы синтетическим наночастицам, демонстрируют трудности в массовом производстве.
Другим недавно появившимся вариантом являются наночастицы (НП) растительного происхождения, которые можно легко производить в больших количествах при относительно низких затратах. Как и EVs, системы на основе таких наночастиц также содержат биоактивные молекулы, включая полифенолы (известные антиоксиданты) и микроРНК, которые могут доставлять лекарства в целевые органы нашего тела.
Используя эти знания, исследователи из Токийского научного университета (TUS) недавно разработали бионаночастицы с противораковой активностью, используя в качестве сырья кукурузу (маис).
Профессор Макия Нишикава из Токийского научного университета (Япония), возглавлявший исследовательскую группу в этом начинании, поясняет: "Контролируя физико-химические свойства наночастиц, мы можем управлять их фармакокинетикой в организме; поэтому мы хотели изучить наночастицы съедобных растений. Маис, или кукуруза, производится в больших количествах по всему миру как в своем родном виде, так и в генетически модифицированных формах. Именно поэтому мы выбрали ее для нашего исследования". Результаты исследования были опубликованы онлайн 24 ноября 2021 года в журнале Scientific Reports.
Команда создала однородную смесь суперсладкой кукурузы в воде, затем центрифугировала этот кукурузный сок на высокой скорости, после чего отфильтровала его через шприцевой фильтр с размером пор 0,45 мкм. Затем отфильтрованные образцы подвергались ультрацентрифугированию для получения NPs, полученных из кукурузы. Полученные из кукурузы NPs (cNPs) имели диаметр около 80 нм. Довольно интересно, что эти НПФ также несли крошечный чистый отрицательный заряд -17 мВ.
Затем исследовательская группа поставила эксперименты, чтобы выяснить, поглощаются ли эти УНП различными типами клеток. В серии многообещающих результатов было показано, что кНП были поглощены несколькими типами клеток, включая клинически значимые опухолевые клетки colon26 (раковые клетки, полученные от мышей), макрофагоподобные клетки RAW264.7 и нормальные клетки NIH3T3.
Клетки RAW264.7 обычно используются в качестве скрининга in vitro для иммуномодуляторов - лекарств, которые в первую очередь направлены на различные пути развития рака.
Результаты были поразительными: из трех типов клеток, cNPs значительно подавляли рост только клеток colon26, что указывает на их избирательность в отношении канцерогенных клеточных линий. Более того, cNPs смогли успешно индуцировать высвобождение фактора некроза опухоли-α (TNF-α) из клеток RAW264.7. Хорошо задокументированный факт состоит в том, что TNF-α в основном выделяется макрофагами, естественными клетками-киллерами и лимфоцитами – тремя ключевыми компонентами нашей высокоразвитой иммунной системы, которые помогают вызвать противораковый ответ. "Сильный ответ TNFα был обнадеживающим и указывал на роль cNP в лечении различных видов рака", - объясняет доктор Дайсуке Сасаки, первый автор исследования, преподаватель и научный сотрудник TUS.
Затем исследовательская группа провела репортерный анализ с использованием фермента "люцифераза" (полученного из светлячков), который является чувствительным репортером для изучения различных биологических реакций. Этот анализ на основе люциферазы показал, что мощная комбинация cNPs и клеток RAW264.7 значительно подавляла пролиферацию клеток colon26. Наконец, исследовательская группа изучила действие cNPs на лабораторных мышей, у которых были подкожные опухоли. И снова результаты оказались поразительными: ежедневное введение наночастиц в опухоли colon26 значительно подавляло рост опухоли, не вызывая серьезных побочных эффектов или потери веса.
"Оптимизируя свойства наночастиц и комбинируя их с противораковыми препаратами, мы надеемся разработать безопасные и эффективные лекарства от различных видов рака", - оптимистично замечает профессор Нишикава.
Доктор Косуке Кусамори, соавтор работы и доцент TUS, резюмируя полученные результаты, говорит: "Эти cNPs обладают превосходными противоопухолевыми свойствами, их легко разрабатывать, и они экономически выгодны. Более того, они не проявляют никаких серьезных побочных эффектов, по крайней мере, у мышей".
Комментарии читателей
