Пользователи: 
ОПУХОЛИ ЖКТ
Наночастицы для комбинорованной генотераи и и зимиотерапии
Nanoparticles Combining Gene Therapy and Chemotherapy as a Treatment for Gastrointestinal Tumors: A SystemaАtic Review Jorge Rodriguez-Criado,Francisco Quinonero,Jose Prados and Consolacion Melguizo
 Appl. Sci. 2024, 14(17), 7872; https://doi.org/10.3390/app14177872
|
Gastrointestinal cancer is one of the greatest challenges for biomedical research, accounting for one-quarter of diagnoses and one-third of deaths nowadays, due to the existence of drug resistance mechanisms that prevent therapeutic efficacy in advanced stages. Nanotechnology has been shown to be an effective strategy for the evasion of this phenomenon, and gene silencing by siRNA makes it possible to decrease the expression of certain genes involved in chemoresistance and tumor progression. Our review analyzed studies published during the last 5 years that combined siRNA gene inhibition and chemotherapy as treatment of different gastrointestinal tumors. This review was carried out by searching PubMed, SCOPUS and WoS databases, where 49 articles were finally selected. The results showed that simultaneous encapsulation of siRNA targeting different genes involved in cancer and chemotherapy were more effective at the preclinical level compared to the administration of both treatments individually. The cytotoxic effect was generated through increased induction of apoptosis derived from the dysregulation of chemoresistance-related pathways, producing a decrease in tumor volume and an increase in survival of mice in in vivo assays. Therefore, the combination of both therapies in the same nanoformulation appears to be an interesting therapeutic strategy for the treatment of gastrointestinal tumors.
|
Рак желудочно-кишечного тракта, одно из самых распространенных заболеваний во всем мире, стал одной из самых серьезных проблем в медицине и биомедицинских исследованиях [1], с ростом заболеваемости до 151 030 новых случаев в 2022 году, но большинство пациентов диагностируется на поздних стадиях заболевания, когда опухолевые клетки не полностью отвечают на терапию. На самом деле, 50% пациентов на момент постановки диагноза уже находились на продвинутой стадии метастазирования [2] из-за отсутствия характерных клинических признаков, таких как отсутствие специфических маркеров или симптомов, что сильно затрудняет его лечение [3]. Среди новообразований, входящих в группу онкологических заболеваний желудочно-кишечного тракта, можно выделить колоректальный рак, которому в последние годы в литературе уделяется особое внимание в связи с его высокой рецидивируемостью и смертностью. К другим новообразованиям относятся пищевод, желудок, печень, поджелудочная железа и желчевыводящие пути [4]. Одной из основных проблем является неэффективность терапии, применяемой в настоящее время при метастатическом раке на поздних стадиях, из-за существования нескольких механизмов резистентности, которые препятствуют применению этих традиционных методов лечения [5]. Кроме того, большинство препаратов и их комбинаций вызывают у пациентов нежелательные побочные эффекты, такие как кардиотоксичность 5-фторурацила или нейротоксичность оксалиплатина [6]. В настоящее время лечение получило значительное развитие благодаря интеграции таких методов, как иммунотерапия против специфических рецепторов опухоли, таких как HER2 [7], и фокусировка на иммунных контрольных точках, нацеленных на лиганды программируемой клеточной гибели, такие как PD-L1 [2]. Также использовались Т-клетки с химерными антигенными рецепторами [8] и таргетная терапия для более эффективного индивидуализированного лечения, например, редактирование генов CRISPR/CAS9 или опухолевые вакцины [9], но все еще с ограничениями из-за вариабельности результатов у разных пациентов.
Для смягчения недостатков появилась альтернатива использования наночастиц, то есть структур размером менее 100 нм, в качестве транспортного элемента, способного повысить терапевтическую эффективность и снизить токсичность. Это обусловлено не-специфической активностью противораковых агентов за счет специфического нацеливания на опухолевую ткань с помощью антител или специфических связывающих молекул [10].
В последнее время использование siRNA в сочетании с другими химиотерапевтическими препаратами стало новым методом лечения опухолей, подавляющим экспрессию специфических генов, связанных с опухолевой прогрессией, в различных моделях раковых клеток, что приводит к значительному снижению пролиферации и миграции клеток. В доклинических моделях наблюдалось снижение ангиогенеза, метастазирования и роста опухоли по сравнению с индивидуальным лечением, что дает интересный синергетический эффект при совместном применении этих двух методов лечения. Несмотря на солидный до-клинический успех в некоторых экспериментальных моделях, эти методы лечения не оказали заметного клинического эффекта из-за ряда факторов. Среди них можно выделить быструю деградацию этих siRNA под действием РНКаз, присутствующих в сыворотке крови пациента, или побочные эффекты, которые могут быть вызваны этими методами лечения из-за неспецифичности действия. Кроме того, неспособность этих препаратов пассивно проникать через клеточную мембрану и плотную и нерегулярную структуру внеклеточного матрикса (ECM) может сделать эти методы лечения неэффективными. Наконец, не-инкапсулированное введение этих препаратов может привести к гепатобилиарной экскреции и почечному клиренсу под действием макрофагов, а также к возникновению иммуногенности в результате введения этих siRNA [11-13].
siRNA может быть защищена и направлена путем инкапсуляции в наночастицы, что оптимизирует их применение и преодолевает присущие им ограничения, такие как отсутствие специфического опухолевого направления in vivo или трудности с пересечением клеточной мембраны и контролем иммуногенности [13]. Обычно противоопухолевые химиопрепараты включают в лечение для достижения максимального взаимного эффекта, а использование siRNA в наночастицах может опосредовать химиочувствительность и усиливать действие препарата, и даже перепрограммировать микроокружение опухоли [12,14-19]. Для доставки этих молекул также использовался широкий спектр наночастиц - от полимерных наночастиц [11] до липосом [20], что позволяет оптимизировать их применение при различных типах опухолей и клинических ситуациях.
2. Материалы и методы ...
3. Results
3.1. Study Description
После проведения библиографического поиска в базах данных PubMed, SCOPUS и Web of Science было получено в общей сложности 140 статей. Впоследствии 44 дублирующие статьи были исключены, а после анализа по названию и аннотации еще 32 статьи были исключены, в результате чего было отобрано 64 статьи. Кроме того, 15 из 64 статей не соответствовали критериям включения или имели низкое качество. Таким образом, всего в настоящий систематический обзор было включено 49 статей.
3.2. Nanoparticles for Colorectal Cancer Treatment
Большинство исследований включали химиотерапевтический препарат oxaliplatin (OXA) в качестве совместной терапии с siRNA. В исследовании, проведенном Zhou et al. (2022), в качестве основной наноплатформы использовались наночастицы DAN, дополненные DOTAP и интегрированные PEG5k-b-PLGA11k. В этом исследовании препарат сочетался с siRNA, нацеленной на ATP7A, который коррелирует с устойчивостью к оксалиплатину при колоректальном раке (CRC), за счет снижения внутриклеточной концентрации препарата. Результаты этого исследования были исключительными: повысилась чувствительность к оксалиплатину и была обращена вспять химиорезистентность раковых клеток с 40-процентной разницей в жизнеспособности клеток между контрольными и обработанными клетками. Кроме того, в анализе in vivo эти NPs уменьшили объем опухоли при синергетической терапии на 96,66 % по сравнению со свободным OXA [22].
В другом исследовании, проведенном Huang et al. (2023), OXA использовали в качестве совместной терапии с собственными эндоцитарными первичными экзосомами пациента, нагруженными siRNA против CCDC80, который связан с метастазированием в печень и химиорезистентностью CRC. Такое лечение привело к апоптозу на 85 % по сравнению с индивидуализированным лечением в клетках. Кроме того, объем ксенотрансплантата опухоли резко сократился на 70 % по сравнению со свободным препаратом [23].
Huang et al. (2022) использовали полиамидоаминовый (PAMAM) дендример, модифицированный метоксилполиэтиленгликолем (mPEG), и комплексировали OXA одновременно с siRNA против ASPN, которая способствует химиорезистентности, регулируя сигнальный путь Wnt/β-катенин и ABC-транспортеры. В результате синергического лечения и лечения без siRNA удалось добиться снижения жизнеспособности клеток на 25 % в резистентных линиях. В анализах in vivo она обеспечила уменьшение объема опухоли на 80 % и снижение массы опухоли в 5 раз по сравнению с оксалиплатином и синергическим лечением [24].
В исследовании Hu et al. (2022) оксалиплатин вводили индивидуально с сайленсинг-терапией (siLDHA) в катионной полимерной наночастице. В этом исследовании было достигнуто уменьшение объема ксенотрансплантата опухоли на 33,33 % по сравнению с синергическим лечением и только OXA. Он подавлял М2-подобную поляризацию опухоль-ассоциированных макрофагов (TAM), что наблюдалось в популяции CD206, где она сократилась до 15-26 % от общего числа против 35 % при использовании одного препарата [25].
Кроме того, Huang et al. (2019) разработали катионные липидные наночастицы из биосовместимых блок-сополимеров поли(этиленгликоля) и блок-поли(молочно-гликолевой кислоты) для переноса siRNA против IDO1 в сочетании с препаратом OXA. Этот белок участвует в формировании иммуносупрессивного микроокружения, индуцируя апоптоз цитотоксических Т-лимфоцитов. Такая терапия позволила добиться дифференцированного уменьшения размеров опухолей in vivo на 65,9-70,4% по сравнению с индивидуальным лечением, резко подавить рост первичной опухоли и метастазирование в органы, а также увеличить процентное содержание центральных Т-клеток памяти и эффекторных Т-клеток памяти на 1% и 3% среди CD4+ Т-клеток опухолевого очага соответственно [26].
Другие исследования включали другой препарат (simvastatin), как, например, исследование Liu et al. (2023), в котором использовались каркасные наночастицы ZIF-8, покрытые PCBMA (карбоксибетаинметакрилатом) и siRNA, нацеленной на x-CT. Это был белок системы антицистин/глутамат-переносчик, связанный с ферроптозом. Этот нанопрепарат привел к снижению жизнеспособности клеток in vitro на 70 % между синергическим лечением в самой высокой концентрации и только ZIF-8, а также к уменьшению объема и веса опухоли в 6 и 10 раз между синергическим лечением и только ZIF-8, соответственно [27]. С другой стороны, Ling и др. (2021) разработали полимерные наночастицы с DSPE-PEG2k на оболочке. Они загрузили siRNA против PD-L1 и инкапсулировали препараты carboplatin и digitoxin одновременно. При таком лечении IC50 анализируемых клеточных линий снизилась на 67 % при синергетической полной терапии (5,7 ± 1,7 ?М) по сравнению с лечением без дигитоксина (8,4 ± 4,4 ?М). Кроме того, выживаемость мышей, получавших синергетическую терапию, была выше (на 20-24 дня больше), что позволило снизить общую токсичность и повысить иммуногенность, уменьшив поляризацию макрофагов на 30 % [28].
Кроме того, Manoochehri et al. (2022) использовали катионные липосомы, несущие siRNA против COL1A1 про-α 1 цепи коллагена I типа внеклеточного матрикса, ассоциированного с плохим прогнозом при развитии рака. Комбинация с препаратами оксалиплатин и 5-флуофлурацил, совместно инкорпорированная после обработки siRNA в свободной форме, усиливала противоопухолевый эффект химиотерапевтических препаратов и отменяла химиорезистентность. Ингибирование COL1A1 было лучше при синергическом лечении по сравнению с индивидуальным. Более того, авторы наблюдали 5-кратное и 3-кратное снижение IC50 при синергическом лечении по сравнению со свободными 5-FU и OXA, соответственно [29].
Стоит также отметить исследование, проведенное Jia et al. (2023), в котором использовался полимерный нанокомплекс, нагруженный siRNA против CCAT1 и Fru. Fru - это ингибитор рецептора фактора роста эндотелия сосудов, который используется в качестве химиотерапевтического средства для ингибирования эпителиально-мезенхимального перехода и повышения химиочувствительности препаратов для оказания противоопухолевого и антиангиогенного действия. При таком лечении совместно нагруженный нанокомплекс снизил коэффициент миграции и жизнеспособности клеток почти в два раза по сравнению с контролем без лечения и на 20-30 % по сравнению с индивидуальным лечением. Объем опухоли уменьшился почти на 1500 мм3 [30].
В двух из проанализированных исследований doxorubicin (DOX) был включен одновременно с siRNA в один и тот же нановектор. Shen et al. (2023) использовали наноэмульсию поли(молочно-когликолевой кислоты), направленную на ассоциированные с раком фибробласты через N-кадхериновый аптамер (NC3S) и несущую siRNA против HGF (фактора роста гепатоцитов) для облегчения проникновения препарата в CAF-индуцированное опухолевое микроокружение и его регуляции [31]. Клоногенность при таком лечении снижалась на 200 % по сравнению с контролем без лечения, а масса опухоли in vivo уменьшалась почти на 50 %, а объем опухоли - на 75 % при комплексном лечении по сравнению с отдельными методами.
Кроме того, в исследовании Salehi Khesht et al. (2021) использовались наночастицы лактата хитозана, функционализированные пептидом TAT, полученным из HIV-1, который значительно увеличивает скорость проникновения в клетки, и гиалуронатом (связывается с CD44). Такое лечение уменьшило побочные эффекты DOX, стимулировало противоопухолевый иммунный ответ и снизило IC50 DOX с 1097 до 451 нМ. В опытах in vivo рост опухоли был снижен на 200 % при использовании NPs по сравнению с химиотерапией, при этом увеличилась секреция гранзима B, IFN-γ и IL-17 и снизился уровень IL-4 и IL-10 [32].
Кроме того, Zou et al. (2021) инкапсулировали доцетаксел в сочетании с обработкой RelA siRNA в циклодекстриновые наночастицы, PEGилированные и связанные с мишенью фолатного рецептора. В этом исследовании при синергическом лечении in vitro была достигнута 95-процентная цитотоксичность в отношении жизнеспособности опухолевых клеток и 75-процентное уменьшение объема опухоли при синергическом комплексном лечении и лечении отдельными химиотерапевтическими препаратами и siRNA [33]. С другой стороны, Chen et al. (2020) создали NPs, инкапсулирующие ионы Cu2+, которые катализируют реакции с глутатионом, преобразуя H2O2 в -OH. Кроме того, они инкапсулировали siRNA против VEGF (siVEGF). Комбинированная терапия увеличила выживаемость мышей с ксенотрансплантатами до 80 % после 40 дней лечения, что на 55 % больше, чем лучший результат при индивидуальной терапии без глушения генов. Популяция CD4+ и CD8+ Т-клеток увеличилась на 5-10% по сравнению с неполной терапией без глушения генов [34].
Ray et al. (2020) использовали комбинацию доксорубицина (DOX) и аспирина вместе с siRNA-Bcl2 в одной наноформе. В рамках этого лечения одновременное введение DOX, аспирина и siRNA в эффективной концентрации 10 µг/мл достигало большего снижения жизнеспособности клеток раковых линий in vitro по сравнению с отдельными препаратами. Кроме того, поглощение ко-терапии клетками in vitro улучшилось в 6 раз по сравнению с контролем, а остановка G2/M была выше при синергетической терапии в 2,5- и 3,6 раза по сравнению с отдельными препаратами [35]. В то же время Meng et al. (2022) использовали паклитаксел в качестве совместной терапии с siRNA против PD-L1 с целью индуцирования противоопухолевого иммунитета. В этом исследовании было достигнуто снижение жизнеспособности клеток на 45 % при синергетическом лечении по сравнению с применением только наночастиц. Кроме того, в модели ксенотрансплантата in vivo терапия вызвала сильный противоопухолевый иммунитет при синергическом лечении с уменьшением объема опухоли на 66 % по сравнению с лечением только химиотерапевтическим препаратом [36].
В другом исследовании, проведенном Chen et al. (2023), в качестве наноносителя использовалось лекарство FuOXP (комбинация 5-FU и OXA), заключенное в амфифильный полимер (PMBOP) с мотивом 1-октадецен-липида, с гидрофобным ядром и поверхностным покрытием из смеси хондроитинсульфата (природного лиганда для CD44) и PEG (полиэтиленгликоля). Эта система совместно доставляет siRNA против Xkr8, который связан с иммуносупрессией опухоли. Эта стратегия позволила увеличить уровень каспазы-3 на 17 % по сравнению с полным лечением и на 20 % повысить уровень аннексина V по сравнению с лечением пролекарством. Интересными оказались и результаты in vivo, в ходе которых было достигнуто резкое торможение опухолевого роста с уменьшением объема опухоли на 15 % при полном лечении в отличие от лечения только siRNA [37].
В другом исследовании, проведенном Shahidi et al. (2022), regorafenib and querceti были инкапсулированы по отдельности в биоразлагаемую полимерную гибридную наночастицу, созданную из mPEG-PCL и катионного липида DDAB, а оболочка была покрыта siRNA, специфичной против a5B1. Обработка NPs привела к снижению IC50 на 20 и 55 % по сравнению с препаратами regorafenib и quercetin, соответственно, продемонстрировав in vitro синергетический потенциал этих наноплатформ [38].
В последнем исследовании, проведенном Babaei et al. (2020), в качестве синергетического терапевтического элемента использовался camptothecin, ингибитор топоизомеразы I, при одновременном введении с плазмидой, кодирующей специфическую shRNA против survivin, причем оба препарата были заключены в одну и ту же NP. Эта стратегия показала снижение жизнеспособности клеток на 80 % при полной синергетической терапии, что вдвое больше, чем при использовании свободного препарата (40 %). Более того, средний конечный объем опухоли при синергетической терапии уменьшился на 78,6 % по сравнению с более чем 40 % при лечении без поверхностного адаптамера и по сравнению с лечением только свободным препаратом [39].
Для лечения колоректального рака использовалось множество различных химиотерапевтических препаратов и siRNA для подавления генов-мишеней, некоторые из которых были представлены в этом систематическом обзоре. Можно выделить использование более традиционных химиотерапевтических препаратов, таких как sorafenib, который широко применяется для остановки распространения раковых клеток, или более новых препаратов, таких как ионы Cu 2+, которые катализируют реакции с глутатионом, превращая H 2O 2 в -OH, вызывая токсический ответ в опухолевой ткани. Среди генов-мишеней, заглушенных с помощью siRNA, можно выделить CCAT1 и IDO1, которые связаны с молекулярными путями, участвующими в клеточной пролиферации и химиорезистентности. В каждой из рассмотренных статей были отмечены сильные результаты in vitro и in vivo: значительное снижение жизнеспособности и миграции клеток, уменьшение объема опухоли по сравнению с применением отдельных препаратов и даже модификация иммуногенного микроокружения опухоли. Каждая из этих статей представляет потенциальную до-клиническую терапию для лечения данного типа новообразований (табл. 1).
Таблица 1. Наночастицы-сиРНК-лекарственные стратегии, разработанные для лечения колоректального рака. 3.3. Nanoparticles for Liver Cancer Treatment
Большинство исследований включали химиотерапевтический препарат DOX в сочетании с siRNA, как, например, исследование Tian et al. (2019), в котором использовались наночастицы DSPE-PEG-PEI с гиалуроновой кислотой, модифицированной глицирретиновой кислотой, для переноса siRNA против Bcl-2. В этом исследовании было достигнуто снижение экспрессии белка Bcl2 при комбинированной терапии. Кроме того, в исследовании in vivo, проведенном на мышах, синергетическое лечение RNAip/DOX/GH-DPP привело к уменьшению объема опухоли на 90% по сравнению со свободным препаратом [40].
С другой стороны, Wu и др. (2022) использовали гидрофобную наночастицу с ядром-оболочкой, нагруженную DOX и siTOX, чтобы увеличить инфильтрацию CD8+ Т-клеток и добиться ингибирования опухоли. В результате синергетического лечения было достигнуто 17%-ное увеличение частоты апоптоза по сравнению с одним только DOX и 50%-ное уменьшение относительного объема опухоли. Наконец, экспрессия TNF-α и IFN-γ увеличилась на 200% и 100% по сравнению с химиотерапией в одиночку [41].
Еще одно исследование с использованием доксорубицина было проведено Yuan et al. (2023), которые использовали сополимерную наноплатформу, нагруженную DOX и siADP6. В результате было получено снижение жизнеспособности опухолевых клеток, более высокий уровень апоптоза и ингибирования объема опухоли [42]. Кроме того, еще одно исследование с использованием доксорубицина было проведено Leboeuf et al. (2020). Они использовали липидные наночастицы, несущие siRNA против UBR1, UBR2, UBR4 и UBR5, чтобы вызвать снижение миграции и пролиферации клеток в клетках рака печени. При такой стратегии концентрация каждой siRNA в 0,25 нМ приводила к снижению экспрессии UBR1, UBR2, UBR4 и UBR5 in vitro на 70-80 % после 72 ч воздействия. В анализе in vivo нанопрепарат вызывал снижение экспрессии этих генов в печени мышей на 75-90 % и уменьшал пролиферацию опухоли на 20 %. Кроме того, доля нейтрофилов, эозинофилов и макрофагов с высоким содержанием Ly6C в печени модели in vivo увеличилась на 11,5-13,5 % по сравнению с необработанным контролем [43].
Наконец, Yan и др. (2020) разработали рН-чувствительные наноплатформы на основе мицелл хитозана с гранулами глицирретиновой кислоты на их поверхности, загруженные siBcl2 и DOX в качестве стратегии ингибирования опухолей. Кроме того, совместная обработка увеличила уровень апоптоза на 8,5% по сравнению с двойным введением siBcl2 и DOX независимо друг от друга. Наконец, разница в росте объема опухоли на 50% наблюдалась между комбинированной терапией и свободным введением препарата, а объём ингибирования опухоли составила 88% [44].
Химиотерапевтический препарат sorafenib также использовался для лечения рака печени. Chen и др. (2024) использовали наночастицы хитозана, модифицированные TAT-поли-SS-лизином, для совместной доставки siPD-L1 и сорафениба. Уровень апоптоза был выше в группах, получавших комплексную синергетическую терапию, по сравнению с введением свободных препаратов, и при синергетической терапии наноплатформа удерживалась в крови на 73 %. Кроме того, такое комбинированное лечение продемонстрировало лучший противоопухолевый эффект in vivo: скорость ингибирования опухоли составила 90,2 ± 3,5 % по сравнению с контрольной группой, не получавшей лечения [45].
С другой стороны, в работе Younis et al. (2021) использовались сверхмалые липидные наночастицы, содержащие сорафениб и siMK. Результаты in vivo показали уменьшение объема опухоли на 68,33 % в конце лечения по сравнению с синергетической терапией в половинной концентрации [46].
Кроме того, в исследовании Chen et al. (2020) использовались цитоплазматические ферментно-деградируемые пористые биологические наносферы с гидрофобной полостью с использованием РНК в качестве строительного блока и циклодекстрина для загрузки сорафениба и siRNA против EpCAM в качестве комбинированной терапии. В ходе исследования было достигнуто общее снижение жизнеспособности клеток на 90% по сравнению с необработанными клетками. Кроме того, уровень апоптоза увеличился почти на 20 % по сравнению со свободным препаратом. В опытах in vivo NPs приводили к 3-кратному уменьшению объема опухоли по сравнению с лечением только наночастицей и аптамером [47].
Кроме того, Younis et al. (2019) разработали рН-чувствительные липидные наночастицы, модифицированные пептидом, нацеленным на SP94, для клеток рака печени, нагруженных siMK и сорафенибом (SOR) в качестве комбинированной терапии. В этом исследовании IC50 для SOR + MK-siRNA снизилась до 5 ± 1,50 ?M, что ниже по сравнению с IC50, полученной при использовании контрольного SOR + siRNA на уровне 9 ± 2,20 и при использовании только генного сайленсинга на уровне 17 ± 2,60 µM [48].
Punuch et al. (2022) инкапсулировали комбинацию sorafenib и sunitinib в полимерные наночастицы PLGA, эмульгированные PVA, с совместной загрузкой siAFP в качестве комбинированной терапии против гепатоцеллюлярной карциномы. При использовании этой стратегии жизнеспособность клеток при полной комбинированной терапии с сорафенибом 2,5 µМ снизилась до 39,29 ± 2,72 %, в то время как при сочетании сsunitinib 5,0 µМ она снизилась до 44,04 ± 3,05 %. Кроме того, активность каспазы 3/7 увеличилась на 300 % при терапии сунитинибом и на 200 % при терапии сорафенибом 5,0 µМ по сравнению с отсутствием увеличения при терапии сорафенибом 2,5 µМ [49].
В других исследованиях в качестве химиотерапии использовался cisplatin, инкапсулированный в наночастицы. Huang и др. (2023) использовали наноноситель на основе металлоорганического каркаса с последовательностью ядерной локализации (NLS) в качестве ядра и пептидом A54 на оболочке, снабженный shRNA NOR1. Эти NPs достигли снижения жизнеспособности раковых клеток, устойчивых к цисплатину, на 90% по сравнению с 70%, достигнутыми при использовании свободного препарата в максимально возможной концентрации. При исследовании in vivo группа, получавшая синергетическую стратегию, продемонстрировала подавление роста опухоли на 75 ± 5 % [50].
В то же время Li и др. (2019) разработали наночастицы фосфата кальция с асимметричным липидным бислойным покрытием, нагруженные цисплатином и siBmi-1 в качестве противоопухолевой терапии. Комбинированное лечение вызвало увеличение гибели клеток на 20 % по сравнению со свободным препаратом. В модели ксенотрансплантации in vivo группа, получавшая синергетическую терапию, достигла наибольшего подавления роста опухоли с конечным объемом 380,62 ± 100,34 мм3 по сравнению с 1271,69 ± 59,69 мм3 при терапии siRNA [51].
Huang et al. (2019) использовали триоксид мышьяка в качестве основного препарата в NPs арсенита цинка, вовлеченных в матрицу SiO2, для совместной доставки siRNA против SHP-1. Эти NPs способствовали апоптозу и значительно подавляли пролиферацию, миграцию и инвазию опухолевых клеток печени по сравнению со свободными препаратами. При использовании этой стратегии апоптоз был увеличен на 39 % по сравнению с химиотерапевтическими препаратами. В анализе in vivo синергетическая терапия подавляла рост опухоли в 2,2 раза, а метастазирование - в 3,5 раза по сравнению с отдельными препаратами [52].
Другим химиотерапевтическим препаратом был Adriamycin. Zhao et al. (2020) использовали NPs, нагруженные siRNA против каналов T-типа Ca2+ и Adriamycin, с целью снижения внутриклеточной концентрации Ca2+ и повышения химиочувствительности к адриамицину. В этом исследовании удалось добиться снижения жизнеспособности клеток на 80 % с помощью синергетической терапии, увеличив цитотоксический потенциал по сравнению с NPs, инкапсулирующими только siRNA. В модели ксенотрансплантации комбинированная терапия привела к уменьшению объема опухоли на 60 % по сравнению с NPs- siRNA, не инкапсулировавшей лекарство [53].
Наконец, заслуживает внимания использование имидазола через наноплатформы, основанные на сферических карбоксилатных металлодендримерах, инкапсулированных одновременно с siRNA против Mcl-1 в качестве комбинированной терапии. Это исследование позволило добиться ускоренного проникновения siRNA против Mcl-1 в раковые клетки HEPG2 и более низких значений IC50 по сравнению со свободным препаратом [54].
В данном систематическом обзоре представлено множество различных химиотерапевтических препаратов и siRNA, направленных на подавление генов. Можно выделить использование традиционных химиотерапевтических препаратов, таких как доксорубицин, широко используемый в качестве интеркалятора ДНК для снижения пролиферации раковых клеток, или более новых первичных препаратов, таких как триоксид мышьяка, для стимулирования апоптоза и снижения пролиферации опухолевых клеток. Эти препараты сочетались с различными сайленсинговыми мишенями, такими как SHP-1 или NOR1, нарушая клеточные пути, связанные с пролиферацией и резистентностью клеток (табл. 2).
Таблица 2. Наночастицы-сиРНК-лекарственные стратегии, разработанные для лечения рака печени.
.4. Nanoparticles for Pancreatic Cancer Treatment
В исследованиях, проанализированных в данном систематическом обзоре, применялись различные стратегии лечения рака поджелудочной железы с использованием различных комбинаций химиотерапевтических препаратов, а также siRNA, направленных на различные аспекты новообразования, которые были заключены в наночастицы.
Среди них значительная часть исследований включала химиотерапевтический препарат gemcitabine в качестве совместной терапии с siRNA. В этом контексте Norouzi et al. (2020) использовали полимерные триламеллярные мицеллы, одновременно нагруженные NF-kB. Такое лечение вызвало значительное увеличение апоптоза и ингибирование клеточной миграции по сравнению с химиотерапией [55].
Кроме того, в другом исследовании, проведенном Wang et al. (2019), использовались катионные липосомы, одновременно нагруженные гемцитабином и siMcl-1. Комбинированное лечение вызвало увеличение цитотоксичности клеток на 40 и 27 % по сравнению с лечением только siRNA и гемцитабином, соответственно. Кроме того, объем опухоли уменьшился на 83,33 % при полной терапии LP-Gem-siMcl1, достигнув минимального размера по сравнению с химиотерапией в одиночку и 90 % по сравнению с контролем PBS [56]. Li et al. (2021) использовали мицеллоподобный нанокомплекс, основанный на конъюгации холестерина с N-концами коротких пептидов и лабильным дипептидом катепсина B (Val-Cit), для загрузки siPCBP2 в сочетании с гемцитабином. Это было сделано для того, чтобы попытаться обратить вспять накопление коллагена I типа в строме опухоли и вызвать противоопухолевую активность. В результате синергического лечения было достигнуто снижение экспрессии мРНК PCBP2 на 97 % и уменьшение уровней αCP2 и коллагена I типа на 82 % и 70 %, соответственно, по сравнению с одной только siRNA. Более того, комбинация гемцитабина и нанокомплекса siRNA вызвала наибольшее подавление экспрессии коллагена в опухоли in vivo - 46,8 %. Кроме того, комбинированная синергетическая терапия уменьшила объем опухоли на 36,66 % по сравнению с одним гемцитабином [57].
В другом исследовании в качестве противоопухолевой стратегии использовалось совместное назначение гемцитабина и глушения генов с помощью покрытого декстраном ферритного магнитного наноносителя, доставляющего siPD-L1. Эта стратегия показала более значительное уменьшение объема опухоли: на 93,75% по сравнению с синергическим высокодозным лечением и только гемцитабином. Комбинированное лечение увеличило набор CD8+ опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов (TILs) с повышенной клеточно-опосредованной цитотоксичностью, что свидетельствует об инициации противоопухолевого иммунного ответа [58].
Последнее исследование, в котором использовался гемцитабин, было проведено Tang и др. (2021). Они использовали наночастицы с полимерным антагонистом CXCR4 (избыточно экспрессируемого при раке поджелудочной железы) и холестерином для доставки siPLK1, чтобы усилить эффект гемцитабина. Такая терапия дала синергетический эффект, обеспечив снижение жизнеспособности клеток на 30 % по сравнению со свободным гемцитабином. В модели ксенотрансплантата опухоли эта комбинированная терапия позволила добиться наибольшего снижения массы опухоли - в 3,75 раза по сравнению с синергическим лечением и только гемцитабином [59].
В других исследованиях в качестве основной химиотерапии применялся paclitaxel. В исследовании, проведенном Yu et al. (2019), использовались PEGилированные липосом для негативного регулирования экспрессии Bcl-2. Жизнеспособность клеток снизилась на 35 %, а способность клеток к инвазии - на 15 % по сравнению с лечением только паклитакселом. Объем опухоли почти не увеличился, разница в сокращении составила 75 % по сравнению с лечением без siRNA, что сопровождалось увеличением экспрессии проапоптотической каспазы-3 [60].
С другой стороны, Chen и др. (2023) использовали комбинацию 5-FU и оксалиплатина, инкапсулированную в амфифильный полимер (PMBOP). Он был покрыт смесью хондроитинсульфата (естественного лиганда для CD44) и PTG (полиэтиленгликоля), который совместно доставляет siRNA против Xkr8, связанного с иммуносупрессией опухоли. Эта стратегия позволила добиться повышения уровня каспазы-3 и аннексина V на 17 и 20 % при комбинированном лечении по сравнению с использованием свободных препаратов соответственно. Кроме того, в исследовании были получены хорошие результаты in vivo: подавление опухолевого роста на 15 % и уменьшение объема опухоли на 15 % по сравнению с использованием только siRNA [37].
Наконец, заслуживает внимания исследование, в котором использовался ингибитор рецептора TGF-β под названием LY2157299, заключенный в наноплатформу с гидрофобным ядром и поверхностью, адсорбирующей siPD-L1, который действует путем увеличения инфильтрации CD8 T-клеток. Такая комбинация NPs обеспечила повышенную цитотоксичность (на 26 %) по сравнению с использованием свободного ингибитора. Кроме того, объем опухоли in vivo уменьшился на 73 % при синергическом лечении по сравнению с химиотерапией в одиночку и на 90 % снизился вес опухоли при синергической терапии и использовании только LY2157299 [61].
Подводя итог, можно сказать, что при раке поджелудочной железы используются традиционные химиотерапевтические препараты, такие как оксалиплатин или гемцитабин, или новые методы лечения, такие как ингибиторы рецепторов TGF-β Эти методы лечения сочетались с глушением генов важных мишеней, таких как PD-L1 или Xkr8, что повышало химиочувствительность этих клеток к лекарственным препаратам, применяемым в сочетании с siRNA-терапией (табл. 3).
Таблица 3. Стратегии с использованием наночастиц и siRNA-лекарств, разработанные для лечения рака поджелудочной железы.
3.5. Nanoparticles for Gastric Cancer Treatment
В исследованиях, проанализированных в данном систематическом обзоре, применялись различные стратегии лечения рака желудка с использованием различных комбинаций химиотерапевтических препаратов и инкапсулирования в наночастицы siRNA, направленных на различные аспекты новообразования.
Kumar et al. (2024) инкапсулировали navitoclax в комбинации с siRNA против Bcl-2. В этом исследовании комбинированные NPs повысили цитотоксичность химиотерапии, а синергетическое лечение уменьшило вес опухоли в желудке мыши до минимального веса, который был ничтожно мал по сравнению с весом желудка здорового организма. Более того, индивидуализированное лечение увеличило вес на 50 % за счет накопления опухолевой массы. In vitro было достигнуто увеличение скорости апоптоза в 2,5 раза, а также снижение на 33 % экспрессии Ki67, прогностического фактора опухоли [62].
С другой стороны, в другом исследовании цисплатин вводили в плазменную экзосому, одновременно несущую siRNA против C-Met, который сверхэкспрессируется в самых разных опухолях и участвует в опухолевой пролиферации, инвазии и метастазировании, чтобы повысить чувствительность опухоли к цисплатину in vivo и вызвать противоопухолевую активность. Благодаря этому удалось обратить вспять резистентность к цисплатину, повысить уровень апоптоза примерно на 7 % при синергетическом лечении и снизить миграцию клеток. Кроме того, разница в объеме опухоли между контролем и лечением достигала 50 %, а в весе опухоли - 71,42 % [63].
Кроме того, в исследовании Wu et al. (2022) использовался salinomycin, инкапсулированный в загруженные холестерином хитозановые мицеллы, несущие siRNA (siRNA@C-SAL). Эта нанотерапия показала повышенную цитотоксичность по сравнению со свободным препаратом при низких концентрациях, при этом жизнеспособность клеток снизилась примерно на 55 %. Кроме того, в конце исследования объем опухоли у мышей уменьшился на 55,71 % по сравнению со свободным препаратом, а ее вес снизился вдвое [64].
В другом исследовании использовался паклитаксел, инкапсулированный в катионные липосомы, модифицированные PEG для улучшения циркуляции липосом in vivo, и нагруженный siRNA, способной ингибировать APAF1. APAF1 - это белок, который блокирует сборку апоптосом и активацию каспазы 9/3. Такая терапия вызвала снижение образования колоний клеток и увеличение индукции апоптоза (на 5 % больше по сравнению со свободным препаратом). Кроме того, в эксперименте in vivo на ксенотрансплантатах было достигнуто 55-процентное уменьшение объема опухоли по сравнению с полной терапией и лечением без глушения генов и химиотерапии [65].
Wang et al. (2021) совместно инкапсулировали оксид мышьяка и siRNA, направленную против Her-2, в наночастицу фосфата кальция, модифицированную PEG. Комбинированная терапия повысила уровень апоптоза на 12,1 % и снизила экспрессию различных маркеров опухолевой прогрессии, таких как HER2, CXCR4, MMP2 и MMP9. Наконец, при комбинированной терапии вес опухолевой массы in vivo уменьшился примерно на 71,4 % по сравнению со свободным препаратом, а количество метастазов сократилось на 50 % [66].
Таким образом, при раке желудка наиболее широко использовались химиотерапевтические препараты: паклитаксел (обычный) в сочетании с другими новыми методами лечения, такими как оксид мышьяка. Среди молекулярных мишеней, замалчиваемых с помощью siRNA, мы обнаружили HER2 или APAF1, которые связаны с химиорезистентностью при этом типе рака. Среди наиболее значимых результатов - значительное снижение пролиферации клеток при одновременном лечении по сравнению с отдельными методами, а также уменьшение роста опухоли in vivo (табл. 4).
Таблица 4. Наночастицы-сиРНК-лекарственные стратегии, разработанные для лечения рака желудка.
3.6. Nanoparticles for Esophageal Cancer Treatment
В исследованиях, проанализированных в данном систематическом обзоре, применялись различные стратегии лечения рака пищевода с использованием различных комбинаций химиотерапевтических агентов, а также siRNA, направленных на различные аспекты новообразования, которые были заключены в наночастицы. Среди всех исследований наименее представлены те, которые посвящены раку пищевода.
Jun et al. (2020) использовали доксорубицин, вводимый одновременно с siLPCAT в одном и том же нановекторе с низкой липидной токсичностью (EYLN). Эти NPs достигли отличной совместимости с кровью, проанализированной с помощью анализа гемолиза, при этом лизис клеток составил всего 2 % при максимальной тестируемой концентрации. Кроме того, время циркуляции препаратов увеличилось на 20 % через 72 ч после введения. Наконец, был получен устойчивый противоопухолевый эффект in vivo, достигающий почти 90 % сокращения объема опухоли по сравнению с PBS-контролем и почти 80 % по сравнению с отдельными препаратами через 35 дней после введения [67].
Последнее исследование было проведено Zhang et al. (2022) с использованием препарата Adriamycin в сочетании с siRNA, нацеленными на MVP и Bcl-2, с использованием рН-чувствительной наноплатформы и функционализированного антителом EGFR. Комбинированная терапия вызывала превосходный арест клеточного цикла G0/G1 и, следовательно, улучшала цитотоксичность клеток. Кроме того, полная синергетическая терапия была единственной, которая уменьшила объем опухоли пищевода in vivo до менее 100 мм3, достигнув уменьшения объема опухоли на 80 % по сравнению с одним только химиотерапевтическим препаратом; другие методы лечения просто уменьшали рост [68].
Наконец, в отношении рака пищевода было найдено только две статьи, в которых использовалась подобная комбинация методов лечения. Среди химиотерапевтических препаратов мы обнаружили адриамицин и DOX, которые в сочетании с siRNA, направленными на ингибирование LPCAT1, Bcl-2 и MVP, снижали пролиферативную способность клеток и рост опухоли in vivo (табл. 5).
Таблица 5. Стратегии с использованием наночастиц и siRNA-лекарств, разработанные для лечения рака пищевода.
4. Discussion
Среди всех типов опухолей, включенных в данный систематический обзор, колоректальный рак занимает второе место в мире по распространенности и смертности, вызывая повышенный интерес в мире доклинических и клинических исследований. Кроме того, oxaliplatin был наиболее часто используемым химиотерапевтическим средством, являясь одним из немногих препаратов, действующих на этот тип метастатического рака [69]. Можно выделить и другие исследования, в которых использовались другие химиотерапевтические агенты, например docetaxel, полусинтетический таксоид, демонстрирующий высокую эффективность при колоректальном раке в сочетании с siRNA в наночастице, а также другие соответствующие химиотерапевтические стратегии, направленные на различные механизмы колоректального рака (рис. 2).
 Рисунок 2. Different siRNA strategies and affected cellular pathways within their cancerous effects were employed among all the studies analyzed. Рак печени был наиболее представлен среди всех анализируемых исследований из-за третьего места по общей смертности, и в этом случае доксорубицин был наиболее используемым химиотерапевтическим препаратом, составляя 33,3 % от общего числа проанализированных исследований. При раке поджелудочной железы наиболее используемым препаратом был гемцитабин (62,5 % исследований), а при раке желудка во всех статьях использовался иной химиотерапевтический режим, чем в остальных. Например, мы можем найти применение Навитоклакса, используемого в качестве совместной терапии с siRNA против лекарственной устойчивости с одновременной доставкой в векторе, в качестве ингибитора Bcl-2 для предотвращения роста раковых клеток. В то же время рак пищевода оказался наименее изученным - в данный обзор включено всего два исследования. Это свидетельствует о большой гетерогенности применяемых стратегий и тестируемых химиотерапевтических препаратов во всех проанализированных исследованиях, а также о том, что применение каждого химиотерапевтического препарата варьировалось в зависимости от типа рака желудочно-кишечного тракта, воздействуя на различные новообразования по-разному в соответствии с различными механизмами и характеристиками, связанными с каждым из них.
Сочетание siRNA и химиотерапии подтвердило свою эффективность в лечении различных видов рака желудочно-кишечного тракта, показав убедительные результаты in vitro и in vivo на до-клиническом уровне с использованием различных линий раковых клеток и ксенотрансплантатных животных моделей. Это свидетельствует об огромном потенциале комбинированных стратегий генного сайленсинга и химиотерапии для лечения не только рака желудочно-кишечного тракта в любой его форме, но и любого типа новообразований, усиливая эффект отдельных терапий и достигая соответствующего синергетического эффекта, по крайней мере, на до-клиническом уровне, согласно анализу, проведенному в данном систематическом обзоре.
Кроме того, мы можем отметить большое разнообразие мишеней siRNA, которые были разработаны в этих исследованиях. Они были направлены на широкий спектр возможных путей и экспрессий в опухолевой клетке, которые во многих случаях недостаточно регулируются или находятся в аберрантном состоянии. В качестве примера можно привести таргетирование избыточной экспрессии Bcl-2 - белка, который помогает контролировать выживание или уничтожение опухолевой клетки, предотвращая апоптоз, и семейство которого регулируется посредством посттрансляционных модификаций и взаимодействий с другими белками, что позволяет им служить важнейшими узловыми точками на пересечении множества путей, имеющих важное значение для онкологии [40]. Эти белки регулируют все основные формы клеточной гибели, включая апоптоз, некроз и аутофагию, и могут модулировать различные механизмы клеточной смерти. Повышенная экспрессия этих белков наблюдается почти в половине всех видов рака человека и обычно приводит к потере опухолевой супрессорной функции этих генов-киллеров, тем самым подавляя клеточную смерть, в том числе индуцированную цитотоксическими противораковыми препаратами. По этой причине он стал интересной мишенью для различных стратегий, направленных на индуцирование гибели опухолевых клеток [70].
Что касается ингибируемых молекулярных путей, то мы обнаружили мишени, расположенные в одних и тех же сигнальных путях, в разных, но коррелирующих между собой путях из-за их клеточных эффектов, или даже мишени, расположенные в независимых путях или специфических экспрессиях белков. Например, в этом последнем подразделении мы можем найти COL1A1, фактор, способствующий развитию рака, накопление которого коррелирует с дисрегуляцией эпителиально-мезенхимального перехода и туморигенезом [29]; IDO-1, который интегрирует кинурениновый путь, связанный с неоваскуляризацией опухоли через модуляцию экспрессии интерферона-гамма (IFN-γ ) и иммуносупрессии опухоли [26]; LDHA, связанный с ростом и пролиферацией опухолевых клеток через секрецию молочной кислоты и активацию эпителиально-мезенхимального перехода [25]; UBR, связанный с Arg/N-дегронным путем, связанным с контролем клеточного цикла [43]; VEGF, присутствующий в собственном сигнальном пути для стимуляции ангиогенеза; PLK1, связанный с регуляцией перехода G2/M и инициацией рака через активацию CDC25 посредством каскада сигнальных путей PLK и другие [59].
Однако можно привести и примеры, когда разные siRNA-мишени влияют на один и тот же сигнальный путь. Например, si-SHP-1 [52], которая влияет как мультирегулятор сигналов в сигнальном пути JAK/STAT3, так же как и si-Bmi-1, участвует в большинстве сигнальных путей, включая JAK/STAT3, и присутствует в пути DDR по снижению ROS [51]. Кроме того, C-Met и HGF были связаны с активацией ключевых онкогенных путей, таких как STAT3, PI3K или RAS, а также с процессами органогенеза и метастазирования. Кроме того, в рамках PI3K-пути были отмечены такие мишени, как PD-L1, связанные с подавлением иммунной системы и опухолевой пролиферацией, а связанный с ним ATP7A был положительно связан с опухолевой инфильтрацией и детоксикацией меди в опухолевых клетках, предотвращая апоптоз [22]. Кроме того, в рамках PI3K/AKT-пути мы можем обнаружить мишень PCBP2, важную для апоптотического пути и присутствующую в STAT3-пути. Наконец, EpCAM также был связан с регуляцией этого пути, будучи связанным с повышенной клеточной пролиферацией и дифференцировкой, ангиогенезом и метастазированием [47,57].
Кроме того, HER2, связанный с контролем клеточного деления и выживания опухолевых клеток, также присутствует в mTOR-пути [35,40,44,60,62,63,68]. Заслуживает внимания и путь Bcl-2, состоящий из собственно Bcl-2, связанного с регуляцией индукции апоптоза; Mcl-1, антиапоптотического; и MK, связанного с пролиферацией раковых клеток и активацией Bcl-2, также связанного с путями mTOR и VEGF-A. Различные затронутые пути и мишени представлены на рисунке 3.
 Рисунок 3. Различные стратегии siRNA и затронутые клеточные пути в рамках их противораковых эффектов были использованы во всех проанализированных исследованиях.
Лечение, основанное на синергетическом сочетании лекарственных препаратов и глушения генов с помощью siRNA, представляет собой новую и многообещающую терапевтическую стратегию при раке желудочно-кишечного тракта. Данный систематический обзор раскрывает ее огромный потенциал, наблюдая широкий спектр комбинаций лекарственных препаратов с siRNA и наноплатформ с весьма многообещающими результатами как in vitro, так и in vivo. Эти результаты проявлялись в снижении жизнеспособности и пролиферации клеток, увеличении скорости апоптоза, снижении миграции клеток и повышении химиочувствительности по сравнению с введением свободных препаратов. Кроме того, эти препараты позволили значительно уменьшить объем и массу опухолевого ксенотрансплантата в мышиных моделях, снизить ангиогенез во введенной опухолевой ткани и увеличить выживаемость.
В различных исследованиях авторы использовали широкий спектр различных линий раковых клеток, полученных на различных животных моделях, поскольку многие из них естественным образом вырабатывают нечувствительность к определенным препаратам или искусственно приобретают резистентность для дальнейших исследований, например клетки HepG2-SI, нечувствительные к сорафенибу [45]. Кроме того, для анализа различных параметров и характеристик использовалось множество методов in vitro и in vivo, например, иммуногистохимия и окрашивание гематоксилин-эозином, вестерн-блот, qPCR, определение жизнеспособности клеток (расчет цитотоксичности IC50), определение апоптоза с помощью проточного цитометра и окрашивание TUNEL и другие. В опытах in vivo авторы анализировали биораспределение in vivo и противоопухолевый эффект, то есть накопление наночастиц в опухоли. Они получили хорошие результаты in vitro и in vivo и были представлены в большинстве исследований.
Это также показало их широкую применимость. Все проанализированные исследования были сосредоточены на доклиническом уровне лечения, используя мышиные модели в качестве элементов in vivo. Следующим шагом в развитии этих перспективных стратегий является выход на клиническую фазу, чтобы обеспечить их максимальную применимость у человека и реальное терапевтическое использование не только в качестве противоопухолевого элемента, но и в качестве трансляционного медицинского инструмента для множества заболеваний.
Такой подход должен быть применим на всех уровнях, настраиваться под конкретного пациента, не вызывать у него отторжения и иметь мало побочных эффектов. В настоящее время проводится множество доклинических испытаний комбинации генной терапии, химиотерапевтических препаратов и наночастиц, однако в большинстве случаев они еще не достигли уровня клинических испытаний на людях. Поэтому лишь немногие методы лечения, содержащие эти три элемента, были одобрены каким-либо регулирующим органом. Однако генотерапия или химиотерапевтические препараты в наночастицах уже достигли клинической фазы и во многих случаях были одобрены FDA или EMA. Эти методы лечения направлены на преодоление потенциально низкой локализации опухоли, низкой стабильности и быстрого выведения из кровотока. Они демонстрируют многообещающую противоопухолевую активность и адекватные профили безопасности при индивидуальном использовании. Например, среди известных противораковых нанотерапевтических препаратов с siRNA можно назвать CALAA-01 для лечения солидных опухолей, направленный на RRM2, избирательно воздействующий на рецепторы трансферрина на поверхности опухолевых клеток, с завершенной I фазой клинических испытаний в 2012 году (NCT00689065); или DCR-MYC против гепатоцеллюлярной карциномы, направленный на c-Myc для подавления пролиферации и роста клеток, с завершенной II фазой (NCT02314052), и другие. И в качестве исключительного случая можно привести использование Atu027, нового липосомного РНК-интерференционного препарата, направленного на PKN3, для подавления ангиогенеза и инвазии опухоли, который в 2016 году прошел фазу Ib/IIa в сочетании с гемцитабином (NCT01808638) против распространенной или метастатической аденокарциномы поджелудочной железы. В исследовании использовались две когорты - с не-панкреатическим раком и с распространенным раком поджелудочной железы. Это одно из немногих исследований, в котором генотерапия сочеталась с химиотерапией и достигла клинической фазы [13,71,72].
Это свидетельствует о большом интересе к применению данной стратегии в трансляционной онкологии и ее огромном потенциале, а также о тенденции к увеличению числа опубликованных статей, включающих эти методы лечения, однако стала очевидной необходимость расширения исследований до клинического уровня, поскольку все результаты in vivo были отмечены в контексте биосовместимых нечеловеческих моделей животных; также было бы полезно расширить типы изучаемого рака желудочно-кишечного тракта, например, рака пищевода, который недостаточно представлен в анализируемых исследованиях. Кроме того, во всех проанализированных исследованиях было представлено широкое разнообразие комбинаций наночастица-лекарство-siRNA, в которых использовались совершенно разные молекулярные стратегии, оказывающие различное воздействие на опухолевую среду и ее ингибирование. Это доказывает огромный потенциал и растущий интерес к наночастицам как к одному из основных противоопухолевых методов лечения, способных остановить рост заболеваемости, распространенности и смертности от рака желудочно-кишечного тракта.
Благодаря своему потенциалу, системы совместной доставки siRNA-лекарств должны получить дальнейшее развитие для возможного эффективного клинического применения. Это включает в себя несколько моментов, таких как оптимизация крупномасштабного производства или гомогенизация физико-химических характеристик для коммерциализации в качестве эффективного нанопрепарата. Кроме того, необходимо проанализировать, какие модификации поверхности могут быть сделаны для улучшения его активного нацеливания на различные типы рака или для повышения его стабильности в крови, стараясь максимально снизить возникающие побочные эффекты. С другой стороны, было бы также интересно разработать siRNA-терапию, позволяющую активировать саму иммунную систему для получения эффективного терапевтического эффекта в сочетании с инкапсулированной химиотерапией, что могло бы улучшить противоопухолевый эффект этих препаратов. После оптимизации этих моментов их использование в различных клинических испытаниях с большим количеством контрольных и леченых лиц приведет к возможной разработке эффективных терапий для лечения различных опухолей желудочно-кишечного тракта [7-76].
5. Conclusions
Эффективность химиотерапии при опухолях желудочно-кишечного тракта ограничена различными механизмами лекарственной устойчивости. Результаты, полученные в данном обзоре, показали, что одновременное нанокапсулирование siRNA и химиотерапия были эффективны при нескольких различных опухолях ЖКТ, обладая большей эффективностью in vitro и in vivo по сравнению со свободным введением препарата. Дерегуляция нескольких молекулярных путей, участвующих в химиорезистентности и выживании клеток, позволила повысить чувствительность опухолевых клеток к различным лекарственным препаратам, вызывая индукцию апоптоза, снижение пролиферации и миграционной способности клеток, а также иммунную активацию. Это нашло отражение в результатах, полученных in vivo, которые показали уменьшение объема опухоли у мышей, получавших эту комбинированную терапию, по сравнению с отдельными препаратами, а также увеличение их выживаемости. Несмотря на это, необходимы дальнейшие исследования в этой области, направленные на улучшение биосовместимости и эффективности разработанных нанопрепаратов, поскольку немногочисленные клинические испытания с использованием данного вида терапии находятся на очень ранних стадиях (фаза I-II), а эти методы представляют интерес для эффективного лечения данных типов опухолей.
|