Циклические наноконтейнеры помогут преодолеть устойчивость раковых клеток к терапии
Ученые получили циклические макромолекулы с фрагментами аминокислот, которые угнетают рост клеток рака молочной и предстательной железы. Более того, исследователи продемонстрировали, что соединения можно использовать как контейнеры для лекарств, которые «открываются» только в опухоли, обходя здоровые клетки, а значит, и не вредя им.
Работа поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ), ее результаты опубликованы в International Journal of Molecular Sciences. В лечении рака существует ряд препятствий. Во-первых, противоопухолевые препараты не только убивают злокачественные клетки, но и повреждают здоровые ткани. Во-вторых, опухолевые клетки быстро делятся и мутируют, спасаясь от цитотоксического действия препаратов. В итоге почти половина из них не реагирует ни на какие лекарства — это называется множественной лекарственной устойчивостью. Она сильно мешает врачам лечить людей от рака и стала настоящей угрозой здоровью населения планеты.
Разработка новых лекарств мало помогает в терапии опухолей, поскольку устойчивость развивается быстро, к тому же некоторые уже существующие мутации могут быть эффективны и против новых препаратов, поэтому пространства для «новизны» становится все меньше. Ученые используют другие подходы: либо упаковывают лекарства в разные формы, которые позволяют использовать терапию более направленно и в меньших дозах, либо разрабатывают наноструктуры, которые сами по себе угнетают рост опухолевых клеток. Во втором случае активность этих структур должна быть химически управляемой и соответствовать ряду требований.
Группа ученых из Казанского федерального университета (Казань) в сотрудничестве с коллегами из Шанхайской лаборатории молекулярного катализа и инновационных материалов (Китай) справилась со второй задачей. Они синтезировали циклические соединения с фрагментами аминокислот (L-триптофана и L-фенилаланина) и показали, что они могут выступать в роли наноконтейнеров для молекул флуоресцина (светящегося красителя). По его свечению исследователи выяснили, что контейнеры, содержащие фрагменты L-триптофана, «открываются» в нейтральной и щелочной среде, оставаясь «закрытыми» в кислой. Наночастицы на основе циклических молекул с L-фенилаланиновыми остатками остаются закрытыми в любых условиях. Таким образом, и те и другие высвобождают или удерживают молекулу красителя в зависимости от кислотности среды — это и есть химическая управляемость.
Полученные в этой работе соединения разрушали клетки аденокарциномы молочной железы MCF-7 и карциномы предстательной железы PC-3 — самых распространенных опухолей у женщин и мужчин соответственно. Таким образом, комплексы наноконтейнера с флуоресцеином выполняют двойную функцию: терапевтическую и дозирующую. Они способны подавлять опухолевые клетки и одновременно выступать в качестве контейнера для контролируемого высвобождения потенциального лекарства. Это направление может стать основой для создания нового класса противоопухолевых систем — наночастиц с противоопухолевым действием, направленный дизайн строения которых сделает возможным управление активностью, избирательностью и биологической совместимостью наночастиц.
Чтобы лучше понять механизм этого явления, ученые создали компьютерную модель двух типов наноконтейнеров. Выяснилось, что связи между флуоресцином и разными аминокислотными остатками в составе циклических структур обладают разной прочностью. При изменении кислотности среды меняется количество водородных связей, и молекулы флуоресцина в зависимости от этого охотнее «соскакивают» с наночастиц или еще прочнее закрепляются в циклическом комплексе.
«Мы успешно синтезировали новые производные пиллар[5]аренов, содержащие фрагменты аминокислот, которые проявляют терапевтическую активность против опухолевых клеток и одновременно выступают в качестве контейнера биологически значимого субстрата. Эти вещества могут быть использованы при создании новых противоопухолевых материалов в качестве дозирующего носителя», — комментирует руководитель проекта, поддержанного РНФ, Людмила Якимова, кандидат химических наук, доцент КФУ.
Telegram 
Дзен 
VK Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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