Работа, опубликованная в Biophysical Journal, строится на предыдущем исследовании. Оно показало, что препараты, заключенные в наночастицы, в целом лучше проникают сквозь биологические барьеры, чем свободно движущиеся молекулы лекарств. Но даже наночастицы пока не всегда успешно достигают своих целей. Серьезным препятствием оказывается путь от кровотока к опухоли.

Ученые показали, что помочь преодолеть эту преграду может оптимальная форма наночастицы. Она позволит ей достичь раковой клетки и раствориться, выпустив лекарство.

Стратегия стэнфордских ученых основана на уязвимой точке рака — бессистемном росте его клеток. Пористая структура опухоли подобна распахнутым дверям, внутрь которых можно заложить «заряд» уничтожающих рак лекарств. Однако типы рака отличаются друг от друга, а значит, должны варьироваться форма и размер наночастиц, пишет Stanford News.

Проведя ряд экспериментов и собрав необходимые данные о том, как наночастицы различных форм движутся по кровеносным сосудам и проникают в злокачественные опухоли, специалисты разработали компьютерную модель. Предыдущие модели упрощали формы и размеры наночастиц, а нынешняя позволила рассчитывать их динамику на основе точных параметров.

Теоретические выкладки ученые подтвердили практикой. Длинные, тонкие, так называемые одномерные частицы обычно проникают в поры опухолей лучше всего.

Также они узнали, что незамеченный ранее процесс диффузии — когда частицы распространяются из области высокой концентрации — может стать неожиданно важным фактором доставки лекарств.

В ближайших планах команды — исследовать возможность повышения биосовместимости полимеров для создания наночастиц. Также они планируют включить в модель электрические силы, заставляющие поры притягивать или отталкивать наночастицы.

Есть и другие способы повысить эффективность лекарств внутри организма. Так, чтобы иммунная система не атаковала посторонние препараты, американские ученые решили замаскировать их, сделав невидимыми для лимфоцитов и антител. Источником «камуфляжа» стали злокачественные клетки, против которых борется лекарство.