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 Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Физтехи предложили аналитический способ описания передачи энергии от ультракороткого лазерного импульса к квантовому осциллятору, находящемуся в тепловом равновесии. Эта модель показывает, как сверхкороткие вспышки света возбуждают микроскопические системы — молекулы, кристаллы, плазмоны, фотоны и электронные центры в веществе. Это важно для разработки методов сверхбыстрого управления веществом, генерации терагерцового излучения и подбора оптимальных параметров лазерных импульсов для возбуждения заданных состояний материала.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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