Исследователи Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета разрабатывают механизм доставки лекарственных препаратов на основе микровезикул из клеток человека, которые доставляют биологически активные молекулы от клеток, в которых они образуются, в клетки мишени.

В своем исследовании, опубликованном в журнале BioMed Research International, ученые показали, что микровезикулы доставляют своё содержимое главным образом путем рецепторного взаимодействия с опухолевыми клетками-мишенями.  В будущем научная работа может стать основой для нового класса безопасных и эффективных противоопухолевых препаратов.

«Понимание механизмов взаимодействия индуцированных микровезикул с клетками-мишенями позволит в будущем разработать специфичный вектор для целевой доставки противоопухолевых препаратов. Это позволит снизить токсический эффект на нормальные клетки человека и повысить эффективность противоопухолевой терапии",  — рассказала старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории OpenLab «Генные и клеточные технологии», кандидат биологических наук Марина Гомзикова.

Для справки. Микровезикулы – это мембранные везикулы диаметром 50-2000 нм, которые окружены цитоплазматической мембраной. В настоящее время принято считать, что микровезикулы участвуют в межклеточной коммуникации, доставляя биологически активные молекулы от клеток, в которых они образуются, в клетки-мишени. Однако количество естественных микровезикул для терапевтического применения недостаточно. В 2017 году, в статье, опубликованной в журнале Oncotarget, учеными КФУ было показано, что можно увеличить выход микровезикул с помощью вещества цитохалазин В. Исследователи показали, что индуцируемые микровезикулы (иМВ) обладают биологической активностью подобно клеткам-донорам и представляют собой перспективный терапевтический инструмент.

В новом исследовании авторы провели исследование специфичности доставки содержимого микровезикул в опухолевые клетки. Они выяснили, что применение микровезикул, полученных из клеток того же типа, не обеспечивает специфичности доставки. Исследователи оценили вклад эндоцитоза, то есть вклад активного переноса молекул в клетку путем поглощения его цитоплазматической мембраной, а также рецепторного взаимодействия в эффективность проникновения иМВ в опухолевые клетки. Было обнаружено, что ингибирование эндоцитоза и разрушение поверхностных рецепторов протеиназой К приводит к снижению эффективности доставки содержимого иМВ в клетки-мишени. Ингибирование рецепторного взаимодействия мембранных белков индуцированных микровезикул с поверхностными белками клеток-мишеней оказывает наибольшее влияние на эффективность проникновения иМВ.

«Работы в области получения и применения индуцированных микровезикул служат прекрасной иллюстрацией реализации биоподобных технологий, суть которых заключается в том, что человек «подсматривает», как работает природа и создает собственные аналоги, работающие на таких же принципах. Так и наши работы основаны на естественных микровезикулах, выполняющих самые разнообразные функции в организме, но которые очень трудно получить в промышленных масштабах. Мы же создаем искусственные аналоги, обладающие очень похожими характеристиками, но производство которых можно масштабировать»,  -  пояснил профессор КФУ, член-корреспондент Академии Наук Республики Татарстан Альберт Ризванов.

На основании полученных данных ученые пришли к выводу, что индуцированные микровезикулы могут в будущем стать основой для нового класса безопасных и эффективных противоопухолевых препаратов. Работа выполнена в рамках САЕ «Трансляционная 7П медицина» при поддержке программы повышения конкурентноспособности (проект 5-100) КФУ.