Сотрудники химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова вместе с коллегами из НИТУ «МИСиС» разработали пролекарство, объединив в одной молекуле подходы фотодинамической и химиотерапии. По словам ученых, образование активных радикалов происходит под действием излучения, что улучшает направленность действия противоопухолевых препаратов.
Для повышения точности действия платиновых противоопухолевых препаратов исследователи активно разрабатывают подход, основанный на использовании пролекарств – соединений, которые обретают фармакологическую активность только после попадания в организм. В качестве пролекарств платины широко исследуют нетоксичные соединения платины в высокой степени окисления, которые во внутриклеточной среде восстанавливаются до противоопухолевого препарата цисплатина.
«Несмотря на значительный прогресс, главными недостатками пролекарств платины остаются преждевременное восстановление и невысокая селективность, – рассказал соавтор работы, аспирант химического факультета Даниил Спектор. – Такое пролекарство практически не отличается от цисплатина, а стоит дороже. Один из способов преодоления этого недостатка – использование в составе пролекарства фотоактивных агентов, которые высвобождаются под действием света. Таким внешним воздействием можно контролировать активность соединения».
Тогда пролекарство останется неактивным и стабильным в темноте, а после попадания в клетку и облучения светом оно распадется на цисплатин и другие молекулы, входящие в состав пролекарства. Они могут обладать собственной активностью, улучшая его действие.
«Мы решили добавить в структуру платинового пролекарства рибофлавин, – объяснил Даниил Спектор. – Это витамин комплекса B, который не является токсичным и хорошо усваивается организмом. В это же время рибофлавин – известное фотоактивное соединение, которое под действием излучения способствует образованию активных радикалов в клетках и приводит к их гибели. Он также очень чувствителен к облучению, поэтому даже проникающих в ткани небольших доз хватит для активации комплекса».
Авторы исследовали фотохимические свойства комплекса на трехмерных опухолевых культурах, близких по свойствам к реальным опухолям. Выяснилось, что без воздействия излучения активных форм кислорода в клетках действительно нет. А при включении лампы они обнаруживаются на значительной глубине, при этом также происходит высвобождение цисплатина и резко возрастает цитотоксичность соединения.
«Таким образом, нам удалось локализовать эффект действия препаратов платины, а также получить дополнительный эффект фотодинамической терапии, – пояснил Даниил Спектор. – В будущих исследованиях мы планируем продолжить модификацию пролекарства, провести поиск еще одного оптимального соединения с интересными дополнительными свойствами. Кроме того, планируем протестировать другие вещества, позволяющие проводить фотоактивацию препаратов платины».
Работа опубликована в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
