Исследователи НИТУ МИСИС предложили новый подход для изучения влияния противоопухолевых препаратов на раковые клетки. Ученые синтезировали биокерамические наночастицы и использовали их в качестве носителей для лекарственного средства, а для оценки его эффективности на клеточные 3D-модели разработали новый протокол.
Наиболее популярные биокерамические материалы для лечения рака костей создают на основе фосфатов кальция. Однако биокерамика на основе фосфатов кальция имеет низкую механическую прочность и используется для заполнения только небольших дефектов кости.
«Диопсид, в отличие от фосфата кальция, обладает хорошими механическими свойствами, при этом демонстрирует биологическую активность, резорбируемость и способность к высвобождению лекарственных препаратов. Зачастую такие онкозаболевания, как остеосаркома и глиобластома, требуют хирургического вмешательства с последующей химиотерапией, вызывающей серьезные побочные эффекты. Локальное использование каркасов из биокерамики в качестве носителей химиопрепаратов может снизить общую системную токсичность лекарственного средства», 一 сказала Инна Булыгина, инженер научного проекта лаборатории тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС.
Ученые НИТУ МИСИС разработали новый протокол, по которому можно оценить эффективность высвободившихся препаратов с помощью клеточных 3D-моделей, так называемых сфероидов, лучше имитирующих реакцию живых клеток на лечение. Способность сфероидов распластываться в гидрогеле является важной характеристикой, которую можно использовать для оценки инвазивности опухолевых клеток, а также для проверки противоопухолевой активности лекарства.
«Диопсид характеризуется хорошей адсорбционной способностью по отношению к противоопухолевым препаратам и различным белкам, таким как факторы роста, антибактериальные ферменты и другим. Благодаря тому, что диопсид обладает достаточно большим временем резорбции, возможен пролонгированный выход препарата и его длительное воздействие на остаточные опухолевые клетки после резекции опухоли», 一 отметила д.б.н. Елизавета Кудан, заведующая лабораторией тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС.
Исследователи оценили активность противоопухолевого препарата доксорубицина, высвобождаемого из частиц диопсида. Высвобождаемое лекарство подавляет метастатический потенциал опухолевых клеток, при этом не оказывает значительного влияния на клетки здоровой ткани. Распластывание сфероидов из клеток остеосаркомы было заторможено, в то время как клетки из сфероидов из фибробластов эффективно мигрировали в коллагеновый гель. Подробные результаты описаны в журнале Toxicology in Vitro (Q2).
Работа выполнена при финансовой поддержке стратегического проекта НИТУ МИСИС «Биомедицинские материалы и биоинженерия» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030».
