Примем на работу сперматозоида для доставки лекарств

Разработка способов доставки лекарственных препаратов строго к «месту назначения», к больному органу или ткани, – одна из актуальных задач медицины. Основная цель адресной доставки – минимизировать вредное воздействие лекарств на здоровые ткани, что особенно важно при терапии рака, так как применяемые препараты очень токсичны. Хотя вариантов адресной доставки разрабатывается достаточно много – и с помощью наночастиц, и с помощью бактерий, не все так просто. Например, бактерии могут вызвать в организме пациента ненужную реакцию иммунной системы. Ученые из Германии разрабатывают несколько неожиданный, но зато очень «физиологичный» вариант доставки лекарств к органам женской половой системы – с помощью сперматозоидов.

Сперматозоиды в поисках яйцеклетки, как известно, активно перемещаются по женской половой системе: внутри влагалища, матки, фаллопиевых труб. Исследователи из института Интегративной нанонауки и Технологического университета Германии проверили, нельзя ли использовать эту природную способность сперматозоидов для доставки лекарств в ткани опухолей женской половой системы.

Ученые сделали сперматозоиды управляемыми, разработав для их головки специальный крошечный «шлем», представляющий собой полый конус с четырьмя «рукоятками». «Шлем» они покрыли тонким, нанометровым слоем железа, что дает возможность подвести сперматозоиды к нужному месту с помощью магнита. Для того, чтобы «шлемы» наделись сперматозоидам на головки, надо просто перемешать их. Потом, когда головка движущегося сперматозоида упрется в препятствие, например, в раковую клетку, «рукоятки» согнутся таким образом, что сперматозоид высвободится и проникнет в клетку опухоли так же, как он это проделывает с яйцеклеткой.

При этом сперматозоид может нести в себе лекарство. Ученые работали с доксорубицином, одним из основных химиотерапевтических препаратов. Сперматозоиды просто «замачивали» в растворе, содержащем доксорубицин, и он проникал внутрь клеток.

Полезно и умение сперматозоида с помощью фермента гиалуронидазы разрушать гиалуроновую кислоту: этим веществом богата не только оболочка яйцеклетки, но и внеклеточный матрикс опухолевой ткани, через который ему может понадобиться пробираться, чтобы добраться до самих клеток.

Исследователи протестировали свою идею, используя сперматозоиды быка и культуру человеческих клеток рака эндотелия матки HeLa. Несмотря на то, что сперматозоиды в «шлемах» передвигались на 43 процента медленнее, чем без них, они эффективно находили и убивали раковые клетки.

До внедрения в практику этой разработки пока далеко. Несмотря на впечатляющие результаты экспериментов «in vitro», пока неизвестно, насколько эффективно удастся управлять сперматозоидами с помощью магнита не в чашке Петри, а внутри человеческого тела. Кроме того, надо решить вопросы об источнике сперматозоидов, о способе предотвращения случайных беременностей, о том, что делать со сброшенными «шлемами». Но ученые надеются справиться с этими трудностями и даже предполагают в будущем использовать сперматозоиды при лечении других заболеваний женской репродуктивной сферы, например, эндометриоза.

Фото:: NIH Image Gallery. https://www.flickr.com Credit: National Institutes of Health.

Подготовила Мария Перепечаева

: 17.04.2017