Ученые Национального исследовательского технологического университета (НИТУ) МИСИС предложили инновационный подход в борьбе с онкозаболеваниями. Они разработали препарат рибоплатин на основе платины. Препарат активизируется только в зоне злокачественного новообразования под действием синего света, не затрагивая необлученные ткани. Это открывает возможности для «точечной» химиотерапии. Лекарство не оказывает токсического влияния на весь организм и позволяет снизить тяжелые побочные эффекты от лечения.
«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 процессе фотоактивации происходит локальное высвобождение цитотоксического агента цисплатина, а также генерация активных форм кислорода рибофлавином», — рассказала руководитель проекта, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ МИСИС Ольга Красновская.
По ее словам, локализация облучения препарата в заданной области позволит эффективно скомбинировать химиотерапию и фотодинамическую терапию. Это повысит эффективность лечения по сравнению с традиционной химиотерапией, а также снизит общее токсическое действие на организм.
При длительной терапии опухолевые ткани вырабатывают резистентность, то есть способность снижать эффективность химиотерапевтических агентов. Исследователи экспериментально установили, что рибоплатин способен накапливается в клетках в 13 раз эффективнее по сравнению со свободным цисплатином. Это значит, что при схожих дозировках рибоплатин обладает большей противоопухолевой активностью.
Инновационных подход ученых основан на сочетании в одной молекуле контролируемо высвобождаемого пролекарства и агента для фотодинамической терапии.
«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», — отметил соавтор исследования, инженер научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ МИСИС Даниил Спектор.
«Мы уже получили неоднократное подтверждение фотоактивированного высвобождения противоопухолевого препарата цисплатина Pt(II) из пролекарства Pt(IV), как „в пробирках“, так и 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 оценкам ученых, это, вероятно, первое подтверждение одновременного фотоактивированного высвобождения цисплатина и соединений кислорода из пролекарства двойного действия, наблюдаемого в реальном времени внутри модели живой опухоли.
«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», — рассказал инженер научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ МИСИС Александр Ванеев.
Проект поддержан Российским научным фондом. Результаты исследований опубликованы в научном журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
