Исследователи из Yıldız Technical University, Университета Мармара и Университета Стамбул-Джеррахпаша разработали терапевтический пластырь на основе микроигл, изготовленный с помощью трёхмерного биопринтера, с целью объединить химиотерапию и фототермическую терапию на одной платформе для лечения меланомы — одного из наиболее агрессивных видов рака кожи.
Работа проводилась в рамках Центра передового опыта, прикладных исследований и совместных исследований в области медицинских биотехнологий (SABİOTEK), основанного в 2022 году при участии трёх университетов и при поддержке Совета по научно-техническим исследованиям Турции (TÜBİTAK) и Турецких институтов здравоохранения (TÜSEB). Проект возглавил Cem Bülent Üstündağ, профессор биоинженерии Технического университета Йылдыз и директор SABİOTEK.
Как работает пластырь?
Микроиглы из гидрогеля содержат в своей структуре два функциональных вещества. 5-фторурацил (5-FU), используемый в терапии в качестве химиотерапевтического средства, был помещён в кончики игл для его непосредственной доставки в целевую область и контроля высвобождения. Основа системы содержит квантовые точки графена размером примерно от 5 до 10 нанометров.
При воздействии света на квантовые точки графена световая энергия преобразуется в тепло. Система предназначена для локального повышения температуры примерно до 42 градусов Цельсия, что может препятствовать клеточным процессам в раковых клетках и активировать механизмы запрограммированной клеточной смерти. Тепло также может способствовать контролю высвобождения химиотерапевтического средства из микроигл.
Что меняется на практике?
Основная идея заключается в концентрации лечения в области опухоли вместо исключительной зависимости от доставки препарата через кровоток. По мнению исследовательской группы, уменьшение количества препарата, достигающего остальных частей организма, может ограничить системные побочные эффекты, связанные с химиотерапией, однако это преимущество пока остаётся гипотезой, требующей подтверждения на последующих этапах, и не является доказанным клиническим результатом.
Для изготовления микроигл исследователи использовали биоматериалы на основе альгината натрия и желатина. Они также сравнили желатин, произведённый в Турции, с международным коммерческим продуктом и заявили, что результаты показали сходные характеристики, после чего продолжили работу с отечественным желатином.
Следующий этап: доклинические исследования
Лабораторные испытания на раковых клетках завершены, тогда как необходимые для доклинического этапа исследования на животных ещё не начались. В случае успеха можно будет перейти к клиническим исследованиям — этапам, которые команда охарактеризовала как длительные и дорогостоящие. Поэтому текущие результаты не свидетельствуют о доступности лечения для пациентов или готовности пластыря к медицинскому применению.
Команда представила технологию под названием 3D-Printed Microneedle Patch for the Treatment of Melanoma via Synergistic Chemotherapy and Photothermal Therapy и заявила, что получила золотую медаль и специальную награду WIIPA на международном конкурсе. Также были поданы две патентные заявки: одна — на систему микроигл, другая — на испытательную платформу, измеряющую способность игл проникать в кожу, возникающие при применении силы и достижение целевых слоёв кожи.
В будущем исследователи предлагают использовать пластырь в качестве дополнительного местного лечения после хирургического удаления опухоли для воздействия на оставшиеся в области раковые клетки. Однако такое предполагаемое применение также требует подтверждения эффективности и безопасности в ходе доклинических и клинических исследований.