Гибридный препарат позволит лечить рак без побочных эффектов и вреда для здоровых клеток
Лечение онкологических заболеваний стандартным методом химиотерапии не только уничтожает злокачественные клетки, но и повреждает здоровые. Для решения проблемы российские ученые разработали химически «сшитые» вещества, способные избирательно накапливаться в «энергетических станциях» раковых клеток — митохондриях. Липофильный катион транспортирует вещество в клетки, а функционально активный компонент, бетулиновая кислота, провоцирует их гибель. Предполагается, что препарат будет воздействовать только на злокачественные клетки, что в будущем дает возможность лечения онкологии без тяжелых побочных эффектов.
Результаты работы, выполненные при финансовой поддержке гранта Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Free Radical Biology and Medicine. Один из наиболее широко применяемых методов лечения онкологических заболеваний — химиотерапия. Пациенту вводится препарат, останавливающий рост и деление клеток опухоли, а также их распространение по организму. Однако у химиотерапии есть существенный недостаток: она негативно влияет не только на раковые, но и на здоровые клетки. В итоге последние разрушаются, что приводит к серьезным повреждениям и нарушениям работы внутренних органов человека, включая печень, почки и сердце.
Поэтому ученые ищут препараты, которые позволили бы свести побочные эффекты к минимуму. Один из возможных подходов — сочетание компонентов с разной активностью и свойствами. Можно просто смешать соединения, а можно химически их сшить, то есть получить синтетический конъюгат. Такая молекулярная гибридизация показала хорошие результаты в разработке противомикробных, противовирусных и противоопухолевых препаратов. Кроме того, она позволяет получать соединения, воздействующие на определенные типы клеток.
Липофильные конъюгаты «боятся воды», но при этом хорошо сочетаются с липидами, или жирами. Поскольку липиды составляют основу клеточной мембраны, липофильность необходима препарату для взаимодействия с клетками — как на поверхности, так и для проникновения внутрь.
Авторы статьи синтезировали с небольшими отличиями в химической формуле несколько видов новых конъюгатов (F1, F6 и F8) на основе бетулиновой кислоты. Это вещество обладает противоопухолевым действием, а получают его из бетулина, благодаря которому стволы берез имеют белую окраску. Молекула напрямую действует на митохондрии — «энергетические станции» опухолевых клеток, инициируя в них образование активных форм кислорода.
Последние очень сильно повреждают клетку и вызывают ее разрушение. Однако сама по себе бетулиновая кислота плохо проходит через мембрану клеток и недостаточно эффективно действует на митохондрии. Для увеличения активности вещества ее «сшили» с липофильным катионом F16, который способен направленно проникать в «энергетические станции» опухолевых клеток за счет большей величины трансмембранного потенциала (электрического градиента) этих органелл по сравнению с потенциалом клеточной мембраны.
«Мы протестировали новые соединения на клетках, выделенных из вилочковой железы крыс, оценив их жизнеспособность после обработки. Синтезированные нами вещества провоцируют массивную выработку активных форм кислорода в клетках, что приводит к их гибели», — рассказал Михаил Дубинин, один из авторов статьи, кандидат биологических наук, доцент кафедры биохимии, клеточной биологии и микробиологии Марийского государственного университета (Йошкар-Ола).
Все полученные производные F16 и бетулиновой кислоты более чем десятикратно превосходят по эффективности исходные соединения. Особого внимания заслуживает конъюгат F6, самый сильно действующий в серии тестируемых соединений. Эффект этого вещества основан на нескольких процессах: так, оно подавляет клеточное дыхание, провоцируя гибель клеток, и одновременно запускает механизмы, способствующие нарушению целостности мембран митохондрий и через каскад реакций приводящие к их самоуничтожению.
«Митохондрии некоторых опухолевых клеток отличаются по своим свойствам от митохондрий здоровых, и именно на эти свойства «реагируют» полученные нами вещества. Это позволяет надеяться, что препарат будет накапливаться в злокачественных клетках и не причинит вреда здоровым, что сведет побочные эффекты от противораковой терапии к минимуму», — подвела итог руководитель по гранту РНФ Дарья Недопекина, кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории органического синтеза института нефтехимии и катализа УФИЦ РАН (Уфа).
На следующем этапе ученых ожидают испытания новых препаратов на модельных животных. Они позволят сделать заключение о перспективности использования новых агентов в терапии рака различного происхождения.
Telegram 
Дзен 
VK Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
В МФТИ предложили решение «трудной проблемы сознания»: как материальный носитель порождает сознание? Автор исследования Игорь Пивоваров представляет сознание живого организма как сложную иерархическую систему из различных уровней саморепрезентации, последовательно формирующихся в процессе эволюции. Предлагая ответ на один из главных философских вопросов, эта теория также может использоваться в качестве концептуальной базы для развития искусственного интеллекта.
Разработчики из РТУ МИРЭА создали программный модуль, который на основе параметров технологического процесса, органолептических показателей качества сырья, а также его физико-химических и реологических характеристик прогнозирует итоговую оценку вкуса кондитерских изделий. В качестве входных данных используются температура, давление, расход технологических потоков, скорость работы оборудования и перемещения продукта, влажность, кислотность, содержание сухих веществ, вязкость, консистенция и другие параметры, поступающие от производственных датчиков и средств лабораторного контроля. Сегодня оценка вкуса на производстве часто проводится субъективно, с привлечением экспертов-дегустаторов, что требует времени и не позволяет оперативно корректировать технологический процесс. Разработанная программа, использующая многослойную нейронную сеть, позволяет рассчитывать прогнозную оценку вкуса непосредственно в ходе производства и своевременно формировать рекомендации по корректировке технологических и режимных параметров.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно