Процесс разработки лекарств — от открытия потенциального нового препарата до его тестирования, одобрения и вывода на рынок — известен своей длительностью и сложностью. Даже самые перспективные лекарства могут застрять или быть отвергнуты на пути к клиническому применению.
Многие лекарства, особенно те, что используются при раке и других сложных заболеваниях, могут обладать высокой токсичностью или плохо растворяться, что ограничивает способность организма доставлять их к месту назначения и снижает безопасность и терапевтическую эффективность препаратов.
Критическая стратегия ограничения токсических побочных эффектов лекарства заключается в том, чтобы оно достигало только своей патогенной мишени и ничего больше.
Группа исследователей из лаборатории Ларри Марнетта объединила точно нацеленный агент для визуализации с противоопухолевым агентом и обнаружила, что они могут специфически атаковать раковые клетки, не затрагивая нормальные клетки.
Их работа была выполнена в сотрудничестве с преподавателями Инженерной школы Крейгом Дюваллем и Ребеккой Кук и была опубликована в Molecular Pharmaceutics.
Агент для визуализации
Агент для визуализации был создан Яшимом Уддином, доцентом-исследователем по биохимии и сотрудником лаборатории Марнетта, и был разработан для нацеливания на фермент циклооксигеназу-2 (COX-2).
COX-2 выполняет ключевой шаг в производстве химического вещества, высвобождаемого во время воспаления, значительно активируется в воспалённых тканях, играет решающую роль в онкогенезе и, как известно, совместно локализуется с активными формами кислорода в патологических клетках и тканях.
Агент для визуализации был разработан, чтобы помочь врачам обнаружить аденому толстой кишки, которая в настоящее время недостаточно выявляется с помощью стандартного диагностического инструмента — колоноскопии.
Сегодня, когда персонализированная медицина становится всё более востребованной, требуется новая наноплатформа для одновременной доставки визуализирующих и терапевтических агентов в преднеопластические или неопластические ткани. Такая комбинация терапевтических и диагностических агентов называется тераностикой.
В своём недавнем исследовании Уддин и лаборатория Марнетта предположили, что, если они смогут объединить нацеленный на COX-2 агент для оптической визуализации с цитотоксическим ингибитором COX-2, они смогут одновременно визуализировать и атаковать опухоль.
Уддин синтезировал и упаковал агент для визуализации флуорококсиб Q с ингибитором COX-2 химиококсибом A в полимерные наночастицы, которые были разработаны для разрушения при достижении цели. В этом исследовании целью были клетки рака молочной железы, которые были обогащены активными формами кислорода и COX-2.
После высвобождения CA может атаковать клетки, а FQ может визуализировать раковые клетки как в клетках, так и у живых животных.
Эта стратегия позволила преодолеть ограничение в области: выбор между достижением более высокой специфичности или возможностью мониторинга в реальном времени.
В своей статье Уддин и его коллеги описали три основных вывода.
В дальнейшем Уддин и лаборатория Марнетта сосредоточатся на разработке целевых методов лечения рака с использованием их конъюгата лекарственного средства и агента для визуализации или его вариаций.
«Мы особенно заинтересованы в подтверждении того, что доставка в опухоль специфична за счёт нацеливания на богатую ROS среду опухолей при различных видах рака», — сказал Уддин. «Мы также заинтересованы в расширении исследований безопасности наших комплексов NP и изучении потенциальной синергии между ними и другими химиотерапевтическими препаратами, такими как ингибиторы контрольных точек».
Это исследование прокладывает путь к разработке модульной платформы наномедицины, которая может изменить определение прецизионной онкологии за счёт объединения адресной доставки, мониторинга в реальном времени и мультимодальной терапии.
«Эта работа закладывает основу для проведения исследований, связанных с новыми лекарственными препаратами, которые мы надеемся завершить в течение следующих двух-трёх лет», — сказал Уддин. Исследования новых лекарственных препаратов являются первым шагом к клиническим исследованиям с участием пациентов. «Мы очень воодушевлены перспективой внедрения этого тераностического инструмента в клинику».
Предоставлено Университетом Вандербильта.