Лекарственные средства и препараты, медицинское оборудование

Инновационное лекарство от рака двойного действия предложено российскими учеными

Российские ученые предложили инновационный подход в борьбе с онкозаболеваниями, который позволит существенно снизить тяжелые побочные эффекты от лечения. Они разработали перспективное пролекарство Рибоплатин для комбинированной химиотерапии и фотодинамической терапии на основе платины Pt(IV) и фотосенсибилизатора (веществ, увеличивающих чувствительность тканей к воздействию света). Препарат контролируемо активизируется только в зоне злокачественного новообразования под действием синего света, не затрагивая не облученные ткани, открывая возможности для “точечной” химотерапии. Дизайн предложенного пролекарства позволяет решить проблему токсичности и клеточной резистентности к традиционным противоопухолевым препаратам. Результаты исследований опубликованы в научном журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

«Пролекарство это исходно фармакологически неактивное соединение, которое активируется в организме, высвобождая терапевтический агент. В нашей работе пролекарство платины(IV) Рибоплатин, представляющее собой комбинацию клинически применяемого цисплатина и Рибофлавина, Витамина В12, способно селективно активироваться в клетках опухолей под действием синего света, при этом в процесс фотоактивации происходит локальное высвобождение цитотоксического агента цисплатина, а также генерация активных форм кислорода Рибофлавином. Возможность локализовать облучение препарата в заданной области открывает возможности комбинированного действия химиотерапии и фотодинамической терапии, повысить эффективность лечения по сравнению с традиционной химиотерапией, а также снизить общее токсическое действие на организм», – объясняет Ольга Красновская, руководитель проекта, к.х.н., старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ МИСИС.

Химиотерапия – это очень мощное средство, но зачастую она действует без разбора на все клетки. К тому же при длительной терапии опухолевые ткани вырабатывают резистентность, то есть способность снижать эффективность химиотерапевтических агентов. Платиносодержащие средства, например, такие как цисплатин Pt(II), являются широко распространёнными противоопухолевыми препаратами, их используют в половине всех существующих химиотерапевтических схем. Однако не все соединения платины добираются до опухоли. Например, 90% от введенного цисплатина дезактивируется в кровотоке за счет необратимого связывания с белками плазмы, и всего лишь 1% (или меньше) связывается с намеченной мишенью, ядерной ДНК. Однако отсутствие селективности к клеткам опухолей означает то, что цисплатин может поражать и здоровые клетки, что является причиной тяжелых побочных эффектов химиотерапии.

По словам исследовательницы, экспериментально установлено, что Рибоплатин способен накапливается в клетках в 13 раз эффективнее по сравнению со свободным цисплатином. Это означает, что при схожих дозировках Рибоплатин обладает большей противоопухолевой активностью.

В фотодинамической терапии (ФДТ) молекулы фотосенсибилизаторов, которые не являются токсичными в отсутствие облучения, под воздействием света в видимой области передают энергию квантов света имеющемуся в кровотоке кислороду, преобразуя его в активную форму и высокоактивные кислородсодержащие радикалы, которые и уничтожают раковые клетки. Одним из ключевых ограничений применения ФТД является ее низкая эффективность в условиях нехватки кислорода. Например, в характерных для опухолей гипоксических условиях, где содержание значительно снижено, фотодинамическая терапия малоэффективна. Поэтому сочетание в одной молекуле контролируемо высвобождаемого пролекарства Pt(IV) и агента для фотодинамической терапии представляет собой инновационных подход.

«Для преодоления ограничений фотодинамической терапии нами предложено соединение Pt(IV), которое содержит цитотоксический фрагмент цисплатина, а также агент фотодинамической терапии. Таким образом, в аэробных условиях разработанная нами молекула будет работать в качестве агента двойного действия, а в гипоксии при недостатке кислорода сохранит способность высвобождать химиотерапевтический агент цисплатин под действием видимого света», – отмечает Даниил Спектор, соавтор исследования, инженер научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ МИСИС.   

В качестве фотосенсибилизатора ученые использовали тетраацетил рибофлавина (ТАРФ). Рибофлавин – это витамин В. При различных видах рака он поглощается особенно активно, поэтому конъюгаты на основе ТАРФ широко используются для повышения функциональности лекарств и для нацеливания на раковые клетки. Также ТАРФ способен образовывать активные формы кислорода при облучении светом, что обуславливает его противоопухолевые, антибактериальные, противовирусные свойства и его перспективы в качестве средства фотодинамической терапии.

«Мы уже получили неоднократное подтверждение фотоактивированного высвобождения противоопухолевого препарата цисплатина Pt(II) из пролекарства Pt(IV), как “в пробирках”, так и внутри внутри модели живой опухоли аденокарциномы. Установлено, что рибоплатин действительно высвобождает цисплатин под действием синего света, и скорость высвобождения можно контролировать дозой облучения», – констатировала Ольга Красновская.

По словам ученых, это, по-видимому, первое подтверждение одновременного фотоактивированного высвобождения противоопухолевого препарата цисплатина Pt(II) и соединений кислорода из пролекарства двойного действия, наблюдаемого в реальном времени внутри модели живой опухоли. Похожие пролекарства, представляющие собой комбинацию фотополотителя, и цитотоксического платинового средства, ранее представляли ученые из Италии и Китая. Однако, благодаря наличию уникального оборудования, и возможности наблюдать за процессом фотоактивации препарата внутри живой системы в реальном времени, обеспечили научной группе действительно прорывные результаты, которые были высоко оценены в научном сообществе.

«В своем исследовании мы с коллегами применили уникальный электрохимический метод, позволяющий обнаружить цисплатин внутри 3D-моделей опухоли – сфероидов, которые предварительно облучали видимым светом. С помощью наноразмерного сенсора нам удалось  проникнуть на разные уровни внутри сфероида и показать, что разработанный нами препарат не только хорошо накапливается на глубине опухолевой модели, но и реагирует на облучение в глубине сфероида. Мы смогли в реальном времени детектировать высвобождение цитотоксического агента из пролекарства внутри живой системы, что, действительно, является уникальным результатом», – сказал инженер научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ МИСИС Александр Ванеев.

В дальнейших исследованиях ученые планируют исследование разработанного препарата на животных, а также продолжить поиск эффективных фотосенсибилизаторов для контролируемой фотоактивации пролекарств Pt(IV).

Проект поддержан Российским научным фондом (№ 22-15-00182).

«PRO Здоровье»

Статьи от экспертов о здоровом образе жизни, семейных отношениях, болезнях, красоте и др. Советы экспертов по фитнесу, диетам, правильному питанию.Справочники.

Поделиться
Опубликовано
«PRO Здоровье»

Свежие новости

Обморожение: основные признаки и первая помощь

Какие симптомы могут указывать на обморожение и как правильно оказывать первую помощь при переохлаждении на…

Идеальная приживаемость: в НИТУ МИСИС представили биосовместимое устройство для крепления на черепе

Ученые Университета МИСИС запатентовали устройство для долговременного закрепления электродов на черепе млекопитающих. Эта разработка расширит…

Скользкий вопрос. Врач перечислил самые распространенные травмы при падении в гололед

Узнайте, какие травмы чаще всего случаются при падении в гололед, как оказать первую помощь и…

От чего болит спина или самые частые вопросы нейрохирургу

Узнайте, какие заболевания позвоночника вызывают боль в спине, когда нужна помощь нейрохирурга и как избежать…

Переподготовка врачей: что изменилось и почему это важно

Современная медицина развивается стремительно, и врачи должны успевать за её изменениями. Расскажем, как дополнительное образование…

«Нежная как роза и коварная». Об опасности бактерии, вызывающей коклюш, рассказывает инфекционист

Как отличить начало коклюша от обычной простуды или ОРВИ? Насколько эффективна современная вакцинация? Для кого…