Нанотрубки из пептидов помогут преодолеть устойчивость рака к химиотерапии

Исследовательская группа из Центра исследований в области биологической химии и молекулярных материалов (CiQUS) Университета Сантьяго-де-Компостела (Испания) представила инновационный молекулярный подход, который позволяет противоопухолевым препаратам достигать ядра раковых клеток, где они могут оказывать свое терапевтическое действие. Исследование было сосредоточено на доксорубицине — широко используемом химиотерапевтическом средстве. Длительное воздействие этого препарата часто приводит к появлению устойчивых клеток, что является серьезной клинической проблемой, и представленная стратегия успешно преодолевает эту устойчивость, сохраняя противоопухолевую активность препарата.

Подход основан на простой, но мощной концепции: способности циклических пептидов — небольших аминокислотных колец — складываться и самоорганизовываться в полые цилиндрические структуры (нанотрубки) на поверхности мембран раковых клеток. Система, разработанная группой под руководством Хуана Р. Граньи, соединяет доксорубицин с этими пептидами и направляет его в ядро клетки по пути доставки, который отличается от обычного механизма действия препарата. Это позволяет лекарству обходить клеточные механизмы устойчивости, которые в норме его деактивируют.

По сравнению со здоровыми клетками, мембраны раковых клеток содержат более высокие уровни отрицательно заряженных липидов. Циклические пептиды, использованные в этом исследовании, демонстрируют сильное сродство к этим анионным поверхностям, что облегчает их взаимодействие с опухолевыми клетками. В результате конъюгаты пептид-лекарство проникают в устойчивые клетки и перемещаются к ядру, где доксорубицин встраивается в ДНК, запуская свой цитотоксический эффект.

Экспериментальные исследования подтвердили, что химическая структура циклического пептида является ключевой для образования стабильных нанотрубок, что, в свою очередь, усиливает их способность проникать в злокачественные клетки. Работа была опубликована в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Устойчивость к лекарствам остается одним из основных препятствий в терапии рака. Многие опухоли развивают механизмы для активного выведения препаратов, что значительно ограничивает эффективность доступных методов лечения. В этом контексте циклические пептиды действуют как высокоэффективные средства доставки, способные вводить доксорубицин в клетки, которые в норме его отвергают.

Сочетая селективность, эффективный транспорт и контролируемое высвобождение препарата, эта стратегия открывает путь для новых комбинированных химиотерапий, в которых пептидная нанотехнология может стать мощным союзником в борьбе с раком. Авторы надеются, что этот подход вдохновит на разработку новых терапевтических стратегий, направленных на трудноизлечимые опухоли.

Больше информации: Marcos Vilela-Picos et al, Self-Assembling Cyclic Peptide Nanotubes for the Delivery of Doxorubicin into Drug-Resistant Cancer Cells, ACS Applied Materials & Interfaces (2025). DOI: 10.1021/acsami.5c05264

Источник: Center for Research in Biological Chemistry and Molecular Materials

Интересный факт: Доксорубицин, использованный в исследовании, относится к классу антрациклиновых антибиотиков и является одним из наиболее эффективных и широко применяемых химиотерапевтических препаратов. Однако его серьезным побочным эффектом является кардиотоксичность, поэтому разработка целевых систем доставки, подобных описанной, может не только преодолеть резистентность, но и снизить негативное воздействие на здоровые ткани.