Россияне получили новые антираковые молекулы

Разработана новая стратегия антираковой терапии с помощью наноструктур, не причиняющих вреда здоровым клеткам. Ввод этих наноструктур в межклеточное пространство рядом с опухолью полностью останавливает ее рост. Международный коллектив ученых, куда входили российские исследователи из Института физики прочности и материаловедения СО РАН, доказал состоятельность новой технологии на живых мышах. Революционный метод открывает новые возможности лечения онкологических заболеваний.

В последние десятилетия широко исследуются возможности применения наночастиц для борьбы с раковыми опухолями. Проблема в том, что многие наноструктуры обладают токсическими свойствами, то есть опасны с точки зрения воздействия на нормальные, здоровые ткани. Поэтому задача создания метода лечения, не причиняющего вреда организму в целом, по-прежнему актуальна.

Коллектив ученых из РФ, Словении и Израиля при поддержке Российского научного фонда создал новую стратегию лечения онкозаболеваний, благодаря разработке наноструктур на основе алюминия со сложной формой поверхности. Исследователи использовали чувствительность раковых клеток к изменению концентрации ионов в их окружении. Для изменения ионного состава в межклеточной области ученые применили двумерные наноструктуры с заряженной поверхностью и способностью избирательно притягивать определенные ионы или молекулы.

Чтобы получить такие структуры, исследователи из международной научной лаборатории, созданной в Томске, разработали способ гидротермального окисления нанопорошков на основе алюминия. Размер синтезированных двумерных структур составлял менее 400 нанометров. Они имели большую площадь поверхности за счет множества листов (толщиной менее 5 нанометров), похожих на скомканные листы бумаги.

Полученные структуры получили название «алохен». От иных используемых в антираковых технологиях наночастиц они отличаются тем, что не наносят вред организму человека и выводятся естественным путем. Кроме того, их применение разрешено в медицине.

— Изменение концентрации ионов фатально именно для раковых клеток, — рассказал один из авторов работы, директор Института физики прочности и материаловедения СО РАН Сергей Псахье. — Обычные клетки лишь немного угнетаются, но их жизнеспособности ничего не угрожает.

Перемены в составе ионов приводят к разрушению содержащихся в межклеточном матриксе кислот, необходимых для питания клетки. Раковая опухоль требует значительно больше энергии, чем здоровые ткани, поэтому в буквальном смысле погибает от голода.

Для изучения механизмов действия частиц «алохена» на опухоль использовалось компьютерное моделирование. Чтобы оценить противоопухолевое действие синтезированных наноструктур, исследователи провели эксперименты на отобранных клеточных линиях и на лабораторных мышах.

— Наноструктуры вводили в межклеточное пространство в злокачественном новообразовании с помощью инъекций, — пояснил старший научный сотрудник Института физики прочности и материаловедения СО РАН Александр Ложкомоев. — Пока мы проверили действие нового метода на меланоме и раке молочной железы.

Сначала исследователи изучали действие частиц «алохена» на клетки находящейся в пробирке меланомы, которая является одним из наиболее быстро прогрессирующих и плохо поддающихся химиотерапии видов злокачественных новообразований. Через сутки показатели роста и жизнеспособности опухолевых клеток упали на 30–37%.

Затем в экспериментах на животных наноструктуры на основе гидроксида алюминия вводили подопытным мышам вместе с небольшой, не оказывающей терапевтического эффекта, дозой противоопухолевого препарата доксорубицина. Через семь дней рост опухолей полностью прекращался.

Эта работа чрезвычайно перспективна для дальнейших исследований и трансляции в клиническую практику, отметил заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы НИТУ «МИСиС» Максим Абакумов. По его словам, предложенная технология позволяет существенно улучшить эффективность уже существующего противопопухолевого лекарства, причем одновременно понижая его дозу, что также снизит общую токсичность для организма. В свою очередь, сам нанопрепарат безопасен и нетоксичен. Это оригинальный подход, и хотелось бы поскорее увидеть результаты его внедрения в практическое здравоохранение.

Нобелевская премия по физиологии или медицине — 2018: иммунные ингибиторы

Нобелевскую премию по физиологии или медицине в 2018 году вручили Джеймсу Эллисону и Тасуку Хондзё «за открытие терапии рака при помощи подавления негативной иммунной регуляции». Мы попросили прокомментировать это событие заведующего кафедрой иммунологии Биологического факультета МГУ, академика Сергея Недоспасова и молекулярного биолога Аполлинарию Боголюбову.

Аполлинария Боголюбова, младший научный сотрудник лаборатории передачи внутриклеточных сигналов Института молекулярной биологии РАН

Контрольные точки, или чекпойнты, — это специальные молекулы на поверхности иммунных клеток, которые заставляют их блокировать иммунный ответ, чтобы в ходе него не повредились здоровые органы и ткани. Соответственно, блокировка этих молекул приводит к активации иммунного ответа, и собственная иммунная система может противостоять опухоли в организме, так как она начинает сама убивать опухолевые клетки. Открытие иммунных контрольных точек стало поворотной вехой в иммунотерапии опухолей, так как побочные эффекты применения антител, блокирующих эти молекулы, намного меньше, чем от традиционной терапии. Сейчас уже используется несколько противоопухолевых препаратов на основе антител, блокирующих иммунологические чекпойнты, и, действительно, результаты потрясающие: те пациенты, которые раньше умирали в течение очень короткого времени, теперь остаются жить. Считается, что это один из самых больших прорывов в терапии опухолей за последние двадцать лет.

Джеймс П. Эллисон описал возможность блокировки антителами самого первого иммунологического чекпойнта CTLA-4. Как потом оказалось, таких молекул существует достаточно много. Например, Тасуку Хондзё, второй нобелевский лауреат, открыл новый иммунологический чекпойнт PD-1 и активно разрабатывал терапевтические антитела для его блокировки. Обе эти молекулы находятся на поверхности Т-лимфоцитов, клеток адаптивного иммунитета, и служат для того, чтобы погасить иммунную реакцию в организме, когда это необходимо, чтобы не повредить здоровые ткани.Нобелевская премия по физиологии и медицине — 2015
Иммунотерапия опухолей антителами против чекпойнтов применима тогда, когда иммунная система организма способна распознать опухоль и, соответственно, задействовать Т-лимфоциты для ее уничтожения. В то же время эти Т-лимфоциты остаются бездействовать, поскольку опухоль умеет подавлять их активность. Антитела против чекпойнтов призваны снять этот блок и позволить иммунной системе бороться с опухолью. В данный момент иммунотерапия хорошо работает для пациентов с меланомой, раком легкого, простаты и многими другими опухолями, клетки которых хорошо узнаются иммунной системой. Как правило, при помощи методов современной диагностики каждый пациент проверяется на наличие молекул иммунологических чекпойнтов и, если они есть, направляется на лечение препаратами. Ведь если таких молекул нет, то терапия не сработает.

Это интересно:  Шкала Глисона при раке предстательной железы: что это такое, прогностическое значение

Статистика о том, насколько хорошо работают препараты для блокировки иммунологических чекпойнтов, постоянно обновляется. Однако уже давно стало ясно, что эти лекарства действительно очень хороши. Кроме того, их можно использовать в комбинации друг с другом. Так, в пионерской статье 2015 года ученые показали, что применение комбинации препаратов против CTLA-4 и PD-1 позволяет увеличить выживаемость пациентов более чем в два раза по сравнению с использованием препарата только против CTLA-4.

Сергей Недоспасов, доктор биологических наук, заведующий кафедрой иммунологии биологического факультета МГУ, профессор, академик РАН

Раковые опухоли, а также опухолевое микроокружение способны создавать ингибирующие сигналы, которые блокируют работу Т-лимфоцитов и, соответственно, не дают иммунной системе с собой бороться. Ингибирующий путь устроен так. Опухолевая клетка выставляет на свою поверхность молекулу — лиганд, контактирующий со специфическим ингибирующим рецептором на Т-лимфоците. Т-лимфоцит получает ингибирующий сигнал, который не позволяет ему активироваться и атаковать опухоль. Но эволюционно эти молекулы появились не для защиты опухоли, а для того, чтобы контролировать аутоиммунные заболевания. Раковые клетки просто пользуются уже существующим механизмом.

Если научиться отменять ингибирующие сигналы, Т-лимфоциты, пришедшие в опухоль, смогут создавать противоопухолевые эффекты, то есть бороться с раком. Нобелевские лауреаты этого года, Эллисон и Хондзё, изучая фундаментальные механизмы регуляции иммунной системы, открыли независимо друг от друга два важных ингибирующих каскада и соответствующие пары рецепторов-лигандов. Такого рода каскадов или пар рецепторов-лигандов в иммунной системе довольно много, поэтому отнюдь не каждое такое фундаментальное открытие приводит к революционным событиям в медицине, но в случае Эллисона и Хондзё именно это произошло. Выяснилось, что если на эти молекулы сделать терапевтические антитела, которые блокируют эти ингибирующие каскады, то у Т-клетки снимаются тормоза, и тогда они начинают атаковать опухоль. Сначала это было проверено на животных, затем на человеке: выключение этих каскадов дает терапевтический эффект.

Ингибирующих путей несколько, но ключевую роль играют именно те, за которые дали Нобелевскую премию, — рецепторы CTLA-4 и PD-1 и соответствующие лиганды PD-L1 и B7. Именно на них были сделаны новые лекарства в виде терапевтических антител.
Лиганд выключается следующим образом. Если у вас есть очищенный белок, можно в организме животного или человека получить для него антитело — тоже белок, который будет с очень высокой специфичностью связываться с этой молекулой. Технологическая проблема получить для любого белка антитела, которые будут связываться и блокировать его активность, давно решена. Прицепив антитело к лиганду, вы лишите его способности действовать на рецептор. А заблокировав антителом ту часть рецептора, на которую должен сесть лиганд, вы сделаете рецептор невосприимчивым и тоже заблокируете ингибирующий каскад. Пациент получает антитела системно, в виде инъекций через капельницу, в большом избытке. Они начинают циркулировать по организму — у них есть определенное время жизни, несколько дней, — и, придя в район опухоли по кровотоку, они заблокируют отрицательный сигнал. После того как ингибирующий путь выключается, Т-лимфоцит может уничтожать опухоль своим естественным путем. Но говорить о полном излечении пациентов благодаря этой процедуре и тем более о решении проблемы рака нельзя. Это важный наукоемкий терапевтический метод в дополнение к существующему инструментарию.
У такой терапии есть немало побочных эффектов. Они связаны с тем, что вне опухоли, в нормальной ситуации, ингибирующие каскады защищают нас от аутоиммунных заболеваний. Поэтому такое лечение может приводить к целому букету аутоиммунных заболеваний, эффекты которых строго индивидуальны: у одного на коже, у другого, например, в кишечнике.

Еще одно естественное ограничение этого метода: для того чтобы Т-лимфоцит распознал опухоль, она должна быть распознаваема иммунной системой, то есть иммуногенна. Иммуногенность опухоли зависит от того, есть ли у нее на поверхности молекулы, позволяющие Т-клеткам понять, изменены ли эти клетки или нет. Лимфоцит может распознать только то, что есть на поверхности другой клетки, поэтому клетка может стать опухолевой, но снаружи это никак не будет отражаться. Однако в опухолевых клетках накапливается очень много мутаций, поэтому и часть белков будет нести мутации. Когда пептиды мутантных белков высунутся на поверхность клетки, Т-лимфоцит подумает, что клетка заражена вирусом, и будет ее атаковать. Есть такие опухоли, как меланома, которая накапливает очень много мутаций и поэтому очень иммуногенна — первые испытания метода проводились как раз на меланомах. Но многие опухоли малоиммуногенны или неиммуногенны. Тем самым пока речь идет об очень небольшом числе форм рака, поддающихся такому лечению. Но поскольку эта терапия применяется в комбинации с другими методами, надежды на ее улучшение есть.

Это интересно:  Гормонотерапия при раке предстательной железы

Открытия Эллисона и Хондзё просто идеальная тема для Нобелевской премии — фундаментальные открытия, которым повезло быстро транслироваться в лекарства. Но надо понимать, что их открытия позволят помочь не всем пациентам: у одних это будет работать, у других будет работать очень плохо или не работать совсем. И в любом случае — с побочными эффектами.

Международный форум Открытые инновации 2018″

Обнаружение и лечение различных форм рака 11 суток назад

Новости Наука

Российские химики синтезировали молекулу, которая поборется с устойчивым к химиотерапии раком

Противораковая активность синтезированных веществ проверялась на эмбрионах морских ежей, клетках рака простаты, аденокарциномы молочной железы, меланомы и рака лёгких.
Иллюстрация МФТИ.

Группа учёных из Института органической химии имени Зелинского РАН, Института биологии развития имени Кольцова РАН и компании Immune Pharmaceuticals под руководством профессора Московского физико-технического института Александра Киселёва получила новое противоопухолевое соединение, которое способно бороться с раком, устойчивым к химиотерапии.

Учёные синтезировали новые соединения, принадлежащие к классу аминоизотиазолов, и проверили их противораковую активность на эмбрионах морских ежей и раковых клетках человека. Самая эффективная молекула оказалась действенна даже в случае химиорезистентного — устойчивого к химическим препаратам — вида рака (карциномы яичника человека).

«Выбор класса соединений не случаен. Дело в том, что многие аминоизотиазолы демонстрируют широкий спектр фармакологической и биологической активности. Поэтому мы предположили, что соединения этого класса с надлежащими химическими группами могут проявлять противораковую активность», — комментирует Александр Киселёв.

Предложенный исследователями синтез достаточно быстрый (всего шесть стадий) и даёт высокие выходы конечных соединений из легкодоступных материалов.

Для проверки противоопухолевой активности полученных веществ учёные использовали ранее разработанную ими in vivo систему («в живом организме»), использующую зародыши морских ежей. Также исследователи провели испытания соединений in vitro («в пробирке») на раковых клетках человека.

Авторы работы синтезировали 37 соединений класса аминоизотиазолов. Из них 12 с различной степенью активности замедляют или полностью останавливают деление раковых клеток, что впоследствии ведёт к их гибели. Происходит это за счёт разрушения особых структур, называемых микротрубочки, во время процесса деления клетки (митоза). Микротрубочки состоят из белка тубулина, связывание с ним противораковых (антитубулиновых) агентов и ведёт к нарушению структуры микротрубочек.

Из всех синтезированных соединений лучший результат показала молекула, содержащая несколько функциональных групп: 3-тиофен- и пара-метоксифенил заместители. Именно с содержанием этих фрагментов и уникальной топологией молекулы учёные связывают её сильную антитубулиновую активность и способность разрушать химиорезистентные клетки карциномы яичника человека.

Антитубулиновая активность синтезированных веществ проверялась на эмбрионах морских ежей, клетках рака простаты, аденокарциномы молочной железы, меланомы и рака лёгких.

Зародыши морских ежей являются хорошей моделью опухоли, поскольку на ранних стадиях развития они активно делятся. Учёные определили ранее, что при воздействии селективных разрушающих тубулин препаратов эмбрионы вместо обычного поступательного движения начинают быстро вращаться. Такой эффект можно наблюдать в световой микроскоп, что позволяет быстро и точно определить наличие противораковой активности у препарата.

В ходе работы авторы исследования обнаружили, что зародыши морских ежей более чувствительны к аминоизотиазолам, чем раковые клетки. Возможное объяснение этого явления в том, что в среднем митотический цикл раковых клеток занимает от 20 до 24 часов, в то время как клетки эмбрионов делятся каждые 35–40 минут. Это может говорить о том, что препарат, связываясь с тубулином, по-разному влияет на динамику микротрубочек в клетках эмбрионов и раковых клетках.

В дальнейшем учёные собираются провести структурное моделирование процесса разрушения микротрубочек и определить места связывания препаратов с тубулином.

Напомним, что в предыдущей работе учёные синтезировали противоопухолевое соединение глазиовианин А и его структурные аналоги на основе веществ, выделенных из семян обычкновенных петрушки и укропа.

Результаты нового исследования были опубликованы в журнале European Journal of Medicinal Chemistry.

Добавим, что ранее биоинженеры создали имплантат для подбора оптимального лекарства от рака, а также рассказали об удивительных возможностях серебра в отношении борьбы с опухолями.

Погибнет от голода: в России создана новая стратегия лечения рака

Разработана новая стратегия антираковой терапии с помощью наноструктур, не причиняющих вреда здоровым клеткам. Ввод этих наноструктур в межклеточное пространство рядом с опухолью полностью останавливает ее рост. Международный коллектив ученых, куда входили российские исследователи из Института физики прочности и материаловедения СО РАН, доказал состоятельность новой технологии на живых мышах. Революционный метод открывает новые возможности лечения онкологических заболеваний.

В последние десятилетия широко исследуются возможности применения наночастиц для борьбы с раковыми опухолями. Проблема в том, что многие наноструктуры обладают токсическими свойствами, то есть опасны с точки зрения воздействия на нормальные, здоровые ткани. Поэтому задача создания метода лечения, не причиняющего вреда организму в целом, по-прежнему актуальна.

Коллектив ученых из РФ, Словении и Израиля при поддержке Российского научного фонда создал новую стратегию лечения онкозаболеваний, благодаря разработке наноструктур на основе алюминия со сложной формой поверхности. Исследователи использовали чувствительность раковых клеток к изменению концентрации ионов в их окружении. Для изменения ионного состава в межклеточной области ученые применили двумерные наноструктуры с заряженной поверхностью и способностью избирательно притягивать определенные ионы или молекулы.

Чтобы получить такие структуры, исследователи из международной научной лаборатории, созданной в Томске, разработали способ гидротермального окисления нанопорошков на основе алюминия. Размер синтезированных двумерных структур составлял менее 400 нанометров. Они имели большую площадь поверхности за счет множества листов (толщиной менее 5 нанометров), похожих на скомканные листы бумаги.

Это интересно:  Новый способ проведения биопсии аденомы предстательной железы

Полученные структуры получили название «алохен». От иных используемых в антираковых технологиях наночастиц они отличаются тем, что не наносят вред организму человека и выводятся естественным путем. Кроме того, их применение разрешено в медицине.

— Изменение концентрации ионов фатально именно для раковых клеток, — рассказал один из авторов работы, директор Института физики прочности и материаловедения СО РАН Сергей Псахье. — Обычные клетки лишь немного угнетаются, но их жизнеспособности ничего не угрожает.

Перемены в составе ионов приводят к разрушению содержащихся в межклеточном матриксе кислот, необходимых для питания клетки. Раковая опухоль требует значительно больше энергии, чем здоровые ткани, поэтому в буквальном смысле погибает от голода.

Для изучения механизмов действия частиц «алохена» на опухоль использовалось компьютерное моделирование. Чтобы оценить противоопухолевое действие синтезированных наноструктур, исследователи провели эксперименты на отобранных клеточных линиях и на лабораторных мышах.

— Наноструктуры вводили в межклеточное пространство в злокачественном новообразовании с помощью инъекций, — пояснил старший научный сотрудник Института физики прочности и материаловедения СО РАН Александр Ложкомоев. — Пока мы проверили действие нового метода на меланоме и раке молочной железы.

Сначала исследователи изучали действие частиц «алохена» на клетки находящейся в пробирке меланомы, которая является одним из наиболее быстро прогрессирующих и плохо поддающихся химиотерапии видов злокачественных новообразований. Через сутки показатели роста и жизнеспособности опухолевых клеток упали на 30–37%.

Затем в экспериментах на животных наноструктуры на основе гидроксида алюминия вводили подопытным мышам вместе с небольшой, не оказывающей терапевтического эффекта, дозой противоопухолевого препарата доксорубицина. Через семь дней рост опухолей полностью прекращался.

Эта работа чрезвычайно перспективна для дальнейших исследований и трансляции в клиническую практику, отметил заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы НИТУ «МИСиС» Максим Абакумов. По его словам, предложенная технология позволяет существенно улучшить эффективность уже существующего противопопухолевого лекарства, причем одновременно понижая его дозу, что также снизит общую токсичность для организма. В свою очередь, сам нанопрепарат безопасен и нетоксичен. Это оригинальный подход, и хотелось бы поскорее увидеть результаты его внедрения в практическое здравоохранение.

Российские ученые получили новые молекулы для лечения рака

Пока это предварительные результаты на клеточном уровне

10.03.2016 в 19:00, просмотров: 8182

Новые молекулы для лечения рака получили российские ученые во время недавних исследований. Частицы способны очищать организм и замедлять процессы окисления, грозящие человеку многими болезнями, в том числе онкологией.

Как сообщили «МК» на химфаке МГУ, группа ученых три года занимались исследованиями, в результате которых ими были синтезированы молекулы класса селеногидантоинов. Эти частицы обладают противоопухолевой и антиоксидантной активностью. Полученные соединения можно использовать в фармацевтике, они могут стать эффективными противораковыми лекарственными препаратами.

— Пока это предварительные результаты — на клеточном уровне, — сообщил «МК» доктор химических наук Александр Мажуга. — Еще не было подтверждения эффективности препарата на лабораторных животных. Мы будем улучшать свойства полученных соединений.

Для справки, селеногидантоины — это производные гидантоинов, у которых один из атомов кислорода заменен на селен (именно он помогает организму бороться с онкологией). Гидантоины и их производные входят в состав многих лекарственных молекул, которые применяются при химиотерапии рака простаты.

Заголовок в газете: В поисках лекарства от рака ученые дошли до молекул
Опубликован в газете «Московский комсомолец» №27051 от 11 марта 2016 Организации: МГУ Места: Россия

  • Самое интересное
  • По теме
  • Комментарии

Оставьте ваш комментарий

Комментарии пользователей

  • Раннюю диагностику рака скоро будут проводить по анализу крови
  • Медики связали четыре распространённых профессии с повышенным риском рака
  • Российские ученые обнаружили мутации, приводящие к раку кожи

Самое интересное

Популярно в соцсетях

© ЗАО «Редакция газеты «Московский Комсомолец» Электронное периодическое издание «MK.ru»

Все права на материалы, опубликованные на сайте www.mk.ru, принадлежат редакции и охраняются в соответствии с законодательством РФ.
Использование материалов, опубликованных на сайте www.mk.ru допускается только с письменного разрешения правообладателя и с обязательной прямой гиперссылкой на страницу, с которой материал заимствован. Гиперссылка должна размещаться непосредственно в тексте, воспроизводящем оригинальный материал mk.ru, до или после цитируемого блока.

Для читателей: в России признаны экстремистскими и запрещены организации «Национал-большевистская партия», «Свидетели Иеговы», «Армия воли народа», «Русский общенациональный союз», «Движение против нелегальной иммиграции», «Правый сектор», УНА-УНСО, УПА, «Тризуб им. Степана Бандеры», «Мизантропик дивижн», «Меджлис крымскотатарского народа», движение «Артподготовка», общероссийская политическая партия «Воля».
Признаны террористическими и запрещены: «Движение Талибан», «Имарат Кавказ», «Исламское государство» (ИГ, ИГИЛ), Джебхад-ан-Нусра, «АУМ Синрике», «Братья-мусульмане», «Аль-Каида в странах исламского Магриба».

Статья написана по материалам сайтов: rscf.ru, echo.msk.ru, www.vesti.ru, iz.ru, www.mk.ru.

»

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий

Adblock detector