Наночастицы соли оказались способными убивать рак

Американские ученые выявили новый способ противостоять раку. Для этого они предлагают использовать наночастицы хлорида натрия, соединения, больше известного как пищевая соль. В ходе экспериментов на мышах команда продемонстрировала их способность разрушать злокачественные клетки, останавливая рост опухоли. Новый подход имеет высокий потенциал, поскольку, атакуя рак, не причиняет вреда здоровым клеткам, а значит, будет иметь меньше негативных побочных эффектов в сравнении с существующими противоопухолевыми методами. По словам ученых, его можно использовать в лечении разных видов рака, включая рак простаты, печени, головы и шеи.

Ранее разные исследовательские группы уже изучали поведение неорганических наночастиц внутри живых организмов. Однако простые электролиты, такие как хлорид натрия, оставались за пределами их внимания. Считалось, что их наночастицы быстро растворяются в воде и ведут себя так же, как и находящиеся внутри них соли. Недавнее исследование ученых Университета Джорджии оспорило эту гипотезу.

Оно выявило, что наночастицы хлорида натрия можно использовать в качестве своеобразного троянского коня для доставки ионов в раковые клетки, которые они будут убивать за счет нарушения их внутренней среды. Именно наночастицы – как форма – является ключевым фактором в доставке ионов хлорида натрия в клетки.

Клеточные мембраны поддерживают градиент, который обеспечивает относительно низкие концентрации натрия внутри клеток и высокие – за их пределами. Плазматическая мембрана препятствует проникновению натрия в клетку, но наночастицы обладают способностью проникать сквозь нее, поскольку не распознаются ею как ионы натрия. Происходит это благодаря эндоцитозу – процессу, при котором молекулы проникают внутрь клетки вместе с питательными веществами, минуя систему ионного транспорта.

Оказавшись внутри злокачественной клетки, наночастицы растворяются, высвобождая миллионы ионов натрия и хлорида, которые нарушают ее защитные механизмы и провоцируют разрыв плазматической мембраны. При нарушении целостности мембраны происходит «утечка» молекул, которые подают иммунной системе особый сигнал. В результате возникает воспалительная реакция, которая и помогает организму бороться с патологическими клетками. Таким образом, в отличие от классических химиопрепаратов, наночастицы хлорида натрия вызывают иммуногенную клеточную гибель.

Ученые отмечают, что этот метод токсичен для опухолевых клеток, но безопасен для здоровых, потому как первые содержат гораздо более высокие концентрации натрия.

Обнаружив этот механизм, исследователи протестировали наночастицы хлорида натрия в качестве потенциального лекарства на мышиных моделях рака. Экспериментальное вещество животным вводили непосредственно в опухоль. В результате, почти 70% грызунов продемонстрировали замедление роста новообразования в сравнении с контрольной группой. При этом никакого токсичного воздействия на основные органы лечение не оказало, не повлияло оно и на вес подопытных мышей.

После этого исследователи изучили возможность вакцинации, пересадив грызунам раковые клетки, уничтоженные с помощью наночастиц. Все животные показали более высокую устойчивость к последующему заражению живыми злокачественными клетками, ни у одного из них в течение более двух недель не обнаружились признаки онкологии.

На следующем этапе команда исследовала изменения в противораковом иммунитете мышей. Они сделали им инъекции наночастиц в первичные опухоли, оставив вторичные очаги, то есть метастазы, без обработки. Оказалось, что рост вторичных новообразований у них замедлился в среднем на 53% по сравнению с грызунами из контрольной группы. Таким образом, наночастицы хлорида натрия показали способность не только эффективно уничтожать клетки рака, но и укреплять противоопухолевый иммунитет.

Уникальность наночастиц хлорида натрия, по словам ученых, состоит в том, что, в отличие от большинства неорганических частиц, сделаны они из нетоксичного материала, а их действие обусловлено особой формой и ее взаимодействием с клеточной мембраной.

Имея относительно короткий период полураспада в водном растворе, эти наночастицы лучше всего будут работать в виде локальной, а не системной терапии, отметили авторы исследования. Выполнив свою работу по уничтожению злокачественных клеток, они преобразуются в соли, сливаясь с жидкостной системой организма и безопасно выводятся, не вызывая эффекта кумулятивной токсичности даже при использовании высоких доз.

Ученые ожидают, что их открытие ляжет в основу нового метода борьбы с раком, ключевыми свойствами которого будет высокая эффективность при минимуме побочных реакций. Они предполагают, что его можно будет использовать при лечении опухолей предстательной железы, мочевого пузыря, печени, а также области головы и шеи.

При этом они подчеркивают, что воодушевляющие результаты пока касаются только мышей. Чтобы подтвердить жизнеспособность и безопасность метода у людей, предстоит провести еще не одно исследование, а затем – серию клинических испытаний.