По словам исследователей из Института биомедицинских исследований Фралина в VTC, изменение физических характеристик микроскопических биоматериалов для их бесперебойного взаимодействия с тканями организма может открыть путь к более безопасным и эффективным методам лечения рака.

В онлайн-обзоре, опубликованном в выпуске Journal of Controlled Release от 10 февраля , исследовательская группа под руководством Дэёна Ли, доцента Центра исследований рака института в Роаноке, подчеркнула, как небольшие изменения в терапевтических наночастицах и биоматериалах могут однажды улучшить результаты лечения пациентов.

В обзорной статье описывается малоизученная область терапии рака: роль физических свойств, таких как размер, форма и жесткость, в настройке иммунных реакций организма.

«Изменение физических характеристик биоматериалов оказалось мощным инструментом контроля поведения иммунных клеток», — сказал Ли, который также является членом кафедры биомедицинской инженерии и механики Инженерного колледжа Политехнического университета Вирджинии.

«Этот подход позволяет нам точно воздействовать и активировать врожденные иммунные клетки, такие как макрофаги и естественные клетки-киллеры , которые играют важнейшую роль в борьбе с раком».

Хотя ранние исследования подходов биоматериалов были многообещающими, многие попытки потерпели неудачу в клинических испытаниях , особенно для определенных типов опухолей. Чтобы преодолеть эти проблемы, команда Ли переключает внимание с исключительно оптимизации химических свойств на тонкую настройку физических свойств биоматериалов для улучшения их взаимодействия с иммунными клетками.

Эта работа основана на исследовании, опубликованном в журнале Nature Biomedical Engineering в 2024 году, в котором Ли и его коллеги сконструировали положительно заряженные белки для активации иммунных путей.

Синтетические полипептиды работали, способствуя высвобождению митохондриальной ДНК, которая, в свою очередь, подготавливала Т-клетки, борющиеся с раком. В мышиных моделях запущенного рака груди эти сконструированные полипептиды запускали мощные противоопухолевые иммунные реакции, предлагая потенциальный новый подход к терапии рака.

«Проектирование и оптимизация физических свойств биоматериалов — это малоизученная область со значительным потенциалом», — говорит ЫнХе Ким, первый автор исследования и научный сотрудник лаборатории Ли в Институте биомедицинских исследований Фралина. «Здорово быть на переднем крае этой быстро развивающейся области, продвигая открытия, которые однажды могут помочь онкологическим больным».

Несмотря на эти достижения, Ли сказал, что проблемы остаются. Трансляция инноваций из лаборатории в клинические условия требует решения вопросов масштабируемости, производства и обеспечения безопасности для различных групп пациентов. Сотрудничество между дисциплинами, включая материаловедение, иммунологию и клинические исследования , будет иметь важное значение для преодоления этих барьеров и закладки основы для лечения рака следующего поколения, сказал Ли.

В исследовании также приняли участие научный сотрудник Кейтлин Валь и аспирантка факультета биомедицинской инженерии Эрика Гелфи.

Сосредоточившись на физической инженерии биоматериалов, лаборатория Ли работает над преобразованием терапии рака для пациентов, которые в настоящее время сталкиваются с ограниченными возможностями лечения.

«Нам очень повезло, что мы пригласили доктора Ли из Онкологического центра им. М. Д. Андерсона в Хьюстоне в Virginia Tech, поскольку его работа представляет собой один из важнейших подходов к терапии рака нового поколения, на котором мы делаем акцент в наших онкологических исследовательских центрах в Роаноке и Вашингтоне, округ Колумбия», — сказал Майкл Фридлендер, исполнительный директор исследовательского института и вице-президент Virginia Tech по вопросам науки и технологий в области здравоохранения.

«Его привлечение стало возможным благодаря преобразующему пожертвованию от фонда Red Gates Foundation, который помогает Virginia Tech развивать исследования в области рака ».