В условиях микрогравитации Международной космической станции (МКС) ученые разрабатывают инновационное оружие против рака, которое может изменить подход к лечению этого заболевания. Команда исследователей из Университета Коннектикута под руководством инженера Юпэна Чена и иммунолога Кепэна Ванга получила финансирование в размере 1,9 миллиона долларов от Центра развития науки в космосе и Отдела биологических и физических наук NASA для проведения экспериментов, которые могут привести к прорыву в онкологии.
Ключевой инновацией является создание особых наночастиц, названных «янусовыми нанотрубками». Эти стержнеобразные структуры имеют поперечное сечение всего 20 нанометров, что позволяет им проникать в микротрещины опухолей и атаковать их изнутри. Благодаря своим миниатюрным размерам нанотрубки способны проходить через крошечные промежутки между клетками в почках и отверстия в суставном хряще, что делает их идеальными носителями для доставки лекарств.
Основным терапевтическим агентом, который планируется доставлять с помощью этих нанотрубок, является интерлейкин-12 – белок, естественным образом вырабатываемый человеческим организмом в небольших количествах. Интерлейкин-12 стимулирует развитие Т-хелперов и помогает иммунной системе уничтожать раковые клетки. Однако предыдущие клинические испытания с использованием «голого» интерлейкина-12 показали серьезные побочные эффекты, включая летальные исходы. Янусовы нанотрубки могут решить эту проблему, обеспечивая безопасную доставку препарата и высвобождая его только внутри опухолей.
Условия микрогравитации на МКС предоставляют уникальные преимущества для производства этих наночастиц. В отсутствие гравитации молекулы имеют больше времени для заполнения полостей и сборки, не испытывают гравитационного давления и седиментации, могут свободно вращаться и собираться, что приводит к созданию более совершенных структур с лучшей молекулярной формой и однородностью, чем это возможно на Земле.
Для команды Чена это будет уже седьмой эксперимент на МКС. Предыдущие пять экспериментов были успешными, хотя и не обошлось без логистических проблем. Например, исследователи столкнулись с утечкой образцов во время наземной транспортировки (но не во время приводнения). Теперь для обратной транспортировки они используют липучки и пенопластовую упаковку.
В работе над проектом также принимают участие аспиранты Тристин Коут и Максвелл Ландолина. Их вклад важен для успешного проведения экспериментов и анализа полученных результатов. Команда тесно сотрудничает с различными специалистами для обеспечения безопасности и эффективности разрабатываемой технологии.
Для коммерциализации технологии Чен работает с Eascra Biotech – компанией-спинофом Университета Коннектикута, основанной им совместно с Мари Энн Сноу. Они также сотрудничают с Axiom Space, компанией, строящей частную коммерческую космическую станцию. Дополнительные затраты на производство в космосе оцениваются примерно в 30 000 долларов за килограмм, что в пересчете составляет около 30 центов за дозу (учитывая, что из одного килограмма можно получить около 100 000 доз).
Если эксперименты окажутся успешными, эта технология может произвести революцию в лечении рака, предлагая более эффективный и безопасный способ доставки терапевтических агентов непосредственно в опухоли. Космические исследования в очередной раз демонстрируют свой потенциал для решения насущных проблем здравоохранения на Земле.
Изображение носит иллюстративный характер
Ключевой инновацией является создание особых наночастиц, названных «янусовыми нанотрубками». Эти стержнеобразные структуры имеют поперечное сечение всего 20 нанометров, что позволяет им проникать в микротрещины опухолей и атаковать их изнутри. Благодаря своим миниатюрным размерам нанотрубки способны проходить через крошечные промежутки между клетками в почках и отверстия в суставном хряще, что делает их идеальными носителями для доставки лекарств.
Основным терапевтическим агентом, который планируется доставлять с помощью этих нанотрубок, является интерлейкин-12 – белок, естественным образом вырабатываемый человеческим организмом в небольших количествах. Интерлейкин-12 стимулирует развитие Т-хелперов и помогает иммунной системе уничтожать раковые клетки. Однако предыдущие клинические испытания с использованием «голого» интерлейкина-12 показали серьезные побочные эффекты, включая летальные исходы. Янусовы нанотрубки могут решить эту проблему, обеспечивая безопасную доставку препарата и высвобождая его только внутри опухолей.
Условия микрогравитации на МКС предоставляют уникальные преимущества для производства этих наночастиц. В отсутствие гравитации молекулы имеют больше времени для заполнения полостей и сборки, не испытывают гравитационного давления и седиментации, могут свободно вращаться и собираться, что приводит к созданию более совершенных структур с лучшей молекулярной формой и однородностью, чем это возможно на Земле.
Для команды Чена это будет уже седьмой эксперимент на МКС. Предыдущие пять экспериментов были успешными, хотя и не обошлось без логистических проблем. Например, исследователи столкнулись с утечкой образцов во время наземной транспортировки (но не во время приводнения). Теперь для обратной транспортировки они используют липучки и пенопластовую упаковку.
В работе над проектом также принимают участие аспиранты Тристин Коут и Максвелл Ландолина. Их вклад важен для успешного проведения экспериментов и анализа полученных результатов. Команда тесно сотрудничает с различными специалистами для обеспечения безопасности и эффективности разрабатываемой технологии.
Для коммерциализации технологии Чен работает с Eascra Biotech – компанией-спинофом Университета Коннектикута, основанной им совместно с Мари Энн Сноу. Они также сотрудничают с Axiom Space, компанией, строящей частную коммерческую космическую станцию. Дополнительные затраты на производство в космосе оцениваются примерно в 30 000 долларов за килограмм, что в пересчете составляет около 30 центов за дозу (учитывая, что из одного килограмма можно получить около 100 000 доз).
Если эксперименты окажутся успешными, эта технология может произвести революцию в лечении рака, предлагая более эффективный и безопасный способ доставки терапевтических агентов непосредственно в опухоли. Космические исследования в очередной раз демонстрируют свой потенциал для решения насущных проблем здравоохранения на Земле.
