В НИТУ МИСИС создали патч локальной химиотерапии для предотвращения онкологических рецидивов

Исследователи Университета МИСИС разработали прототип полимерного пластыря, который в перспективе поможет предотвращать рецидивы злокачественных опухолей, так как способен дозированно высвобождать химиотерапевтические препараты в течение года.

Патч имплантируется в место удаления первичной опухоли, благодаря чему
лекарства попадают сразу в место скопления остаточных опухолевых клеток. Через
2-3 года биополимеры, из которых состоит патч, безопасно растворяются в
организме. Постепенный выход лекарств на протяжении нескольких месяцев позволяет
увеличить результативность послеоперационной химиотерапии, а также снизить
побочные эффекты лечения.

Кратковременное воздействие химиотерапевтических препаратов при внутривенном
введении зачастую неэффективно, так как только до 15% злокачественных клеток
могут начать деление в любой момент времени. В то же время увеличение дозы
препарата представляет серьезную угрозу для организма из-за токсичности.
Наиболее эффективное влияние оказывает длительное воздействие лекарственных
веществ в умеренных концентрациях. Для решения этой задачи исследователи НИТУ
МИСИС разработали специальные патчи для постепенного высвобождения препаратов и
протестировали их in vitro на опухолевых клетках. Подложка состоит из
безвредного для человека синтетического полимера поликапролактона (ПКЛ), который
обеспечивает структурную целостность и стабильное, направленное высвобождение
противоопухолевого препарата, и тонкого многослойного покрытия толщиной около
200 нм, содержащего сам препарат — доксорубицин. Слои наносятся на подложку из
водных растворов полиэлектролитов, что позволяет ученым контролировать
количество лекарства. Покрытие платформы состоит из 30 чередующихся «пустых» и
лекарственных слоев. По результатам исследования, патчи продемонстрировали
продолжительное (более 6 месяцев) и равномерное высвобождение лекарственного
препарата. Подробнее результаты описаны в научном журнале ACS Applied Bio
Materials (Q1).

«Лекарственное покрытие тонкое и хрупкое, с лёгкостью его в организм не
имплантируешь, требуется платформа. Мы выбрали поликапролактон в качестве
материала для подложки из-за его безвредности, эластичности и медленного
распада. Эти качества позволили сохранить целостность патча при высвобождении
лекарственного средства в течение года. Так как пластырь растворяется, в будущем
эта способность поможет пациентам избежать повторной операции по извлечению, тем
самым снизив риск возможных осложнений», — рассказала д.б.н. Елизавета Кудан,
заведующая научно-образовательной лабораторией тканевой инженерии и
регенеративной медицины НИТУ МИСИС.

В перспективе, платформа локальной химиотерапии может использоваться на
ранних стадиях рака с высокой вероятностью рецидива, например, при раке яичников
или опухоли мозга. Имплантирование такого патча непосредственно в область
опухоли позволит снизить дозу препаратов и свести к минимуму общую токсичность
для здоровых тканей, тем самым повысив успешность лечения.

«Эффективность химиотерапии ограничена многими факторами, наиболее
существенные из которых — токсичность химиотерапевтических препаратов и их
лекарственная устойчивость. Внутривенное введение часто приводит к
взрывообразному высвобождению препарата в крови и дальнейшему снижению
концентрации до уровня, не оказывающего терапевтического воздействия. Подобные
колебания могут вызвать нестабильность лечебного эффекта и снизить общую
эффективность химиотерапии, так как не все опухолевые клетки единовременно
подвержены лечению. Полимерная платформа может высвобождать препараты до года и
в течение двух-трех лет полностью растворяться в организме», — поделилась
соавтор разработки Амина Вознюк, студентка iPhD магистратуры Института
биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС.
В дальнейшем ученые планируют протестировать пластырь in vivo для оценки его
эффективности и безопасности, изучить масштабируемость производства платформы
для клинического применения и оптимизировать конструкцию для лучшего
высвобождения лекарственных средств.

К исследованию уже проявили интерес Федеральный центр мозга и нейротехнологий
ФМБА России и Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова.
Исследования проводятся в рамках стратегического проекта НИТУ МИСИС
«Биомедицинские материалы и биоинженерия» по программе Минобрнауки России
«Приоритет-2030».