Как бактерии и графен создают тройной удар по опухолям?

Современные подходы к лечению рака развиваются, выходя за рамки традиционной химиотерапии и включая такие методы, как иммунотерапия, лучевая терапия и фототермальная терапия. Оксид графена (GO) является перспективным материалом благодаря своей биосовместимости, высокой эффективности фототермического преобразования и большой площади поверхности, что делает его кандидатом для доставки лекарств и термического разрушения опухолей. Однако проблемы с диспергируемостью и масштабированием производства ограничивают его клиническое применение.
Как бактерии и графен создают тройной удар по опухолям?
Изображение носит иллюстративный характер

Профессор Эйдзиро Мияко и его исследовательская группа из Японского передового института науки и технологий (JAIST) разработали новый нанокомпозит на основе оксида графена, улучшенный компонентами бактерий. Эта инновация призвана преодолеть существующие ограничения GO. Результаты исследования были опубликованы онлайн 21 марта 2025 года в журнале Carbon.

Ключевую роль в улучшении свойств оксида графена играют бактериальные компоненты. Известно, что некоторые бактерии способны естественным образом стимулировать иммунный ответ. В данном исследовании использовались амфифильные клеточные компоненты бактерии Cutibacterium acnes (CA), которые значительно улучшили диспергируемость оксида графена в биологических средах.

Созданный нанокомпозит объединяет оксид графена (GO), компоненты бактерии Cutibacterium acnes (CA) и химиотерапевтический препарат камптотецин (CPT). Такая комбинация обеспечивает тройной механизм воздействия на опухоль: компоненты CA активируют иммунную систему (иммунотерапия), CPT обеспечивает локализованную химиотерапию, а GO способствует разрушению опухоли под действием тепла, генерируемого при лазерном облучении (фототермальная терапия).

Доктор Мияко объясняет механизм: «Камптотецин обеспечивает химиотерапевтическое действие, оксид графена — термическое, а компоненты Cutibacterium acnes — иммуностимулирующее». Он подчеркивает перспективность такого тройного подхода.

Наночастицы были получены простым методом ультразвуковой обработки смеси GO, компонентов CA и CPT в среде для культивирования клеток. Полученные нанокомпозиты имели средний размер 53 нм и были стабилизированы бактериальным покрытием. Это обеспечило улучшенную диспергируемость и биологическую совместимость частиц.

Эффективность нанокомпозита была продемонстрирована в исследовании на мышах с колоректальным раком. После инъекции наночастицы преимущественно накапливались в опухолях благодаря эффекту повышенной проницаемости и удержания (EPR-эффект), не затрагивая здоровые органы. Даже без лазерного облучения наночастицы эффективно подавляли рост опухоли за счет комбинированного действия химиотерапии CPT и иммунной активации компонентами CA.

Применение низкомощного лазера (0,8 Вт) в течение 5 минут повышало температуру в опухоли до 50°C. Эта температура достаточна для уничтожения раковых клеток, но безопасна для здоровых тканей. Пятикратное проведение такой процедуры привело к полному уничтожению опухолей и полному выздоровлению мышей.

Активация иммунной системы была подтверждена с помощью метода количественной ПЦР (qPCR). Анализ показал активацию Т-клеток, В-клеток, нейтрофилов, макрофагов и естественных киллеров (NK-клеток). Эта сильная иммунная реакция была вызвана компонентами CA.

Подход, основанный на использовании бактериальных компонентов, является более простым, экономически эффективным и масштабируемым по сравнению с традиционными методами модификации GO, часто требующими сложной химической обработки. Новый метод требует минимальных ресурсов, таких как среды для культивирования бактерий, и легко масштабируется для массового производства благодаря одностадийному процессу соникации.

Доктор Мияко подчеркивает: «Необходим многомерный подход к лечению рака». Он также отмечает «экономическую эффективность и масштабируемость» разработанного ими метода, что открывает новые возможности для создания мощных многофункциональных противораковых препаратов на основе оксида графена.


Новое на сайте

20868Уязвимости Plex открыли путь майнерам и Linux-бэкдору 20867Взлом OpenCode Console: под угрозой могли оказаться ключи OpenAI, Anthropic и Google 20866Rank Math PRO: заражённое обновление оставило на сайтах самовосстанавливающийся бэкдор 20865Как исследовательские модели OpenAI обходили ограничения и присваивали чужие данные 20864Атака на BeyondTrust: шпионская группа получила доступ к серверам поддержки 20863Как пакет imgdecode превращает npm-зависимость в загрузчик вредоносного кода? 20862Как PEERSTITCH обходит проверки VPN-сессий FortiOS? 20861Что происходит, когда ИИ-агент выходит за пределы тестовой среды? 20860Как 37-летняя ошибка открыла путь к root в OpenBSD 7.9? 20859ИИ-модели для SOC: точный ответ зависит от улик 20858Как одна учётная запись ConnectWise открыла доступ к 173 арендаторам Microsoft 365? 20857Пять минут до заражения: как подменили обновления AOMEI Backupper 20856Ловушка под видом регистрации: как UAT-11985 крадёт аккаунты Google 20855Может ли виртуальная машина прочитать память хоста? 20854Как дешёвые Android-смартфоны превращаются в чужие прокси?
Ссылка