Ученые разработали новые светочувствительные химикаты, которые могут радикально улучшить лечение агрессивных видов рака с минимальными побочными эффектами. В испытаниях на мышах новая терапия полностью уничтожила метастатические опухоли рака груди.

Новые химические вещества, называемые солями цианин-карборана, и их роль в следующем поколении методов лечения рака описаны в новом исследовании , опубликованном в журнале Angewandte Chemie International Edition .

Фотодинамическая терапия (ФДТ) использовалась десятилетиями для лечения форм рака кожи и мочевого пузыря. Она работает путем затопления тела пациента светочувствительными химикатами, которые накапливаются в раковых клетках . Освещение пациента светом активирует химикаты и убивает больные клетки.

Под действием света химические вещества генерируют высокореактивные молекулы кислорода — словно крошечные биохимические петарды, — которые разрушают раковые клетки изнутри, оставляя здоровые клетки невредимыми.

Это полезная терапия с несколькими недостатками, которые ограничивают ее эффективность, включая длительную светочувствительность, плохое проникновение в ткани и нецелевую токсичность. Эти недостатки могут помешать полному уничтожению опухоли и привести к рецидиву рака.

В состав междисциплинарной исследовательской группы входят ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде и Мичиганского государственного университета (MSU).

«Цианин-карборановые соли сводят эти проблемы к минимуму, предлагая более безопасный и точный способ полного уничтожения опухолей, не повреждая здоровые ткани», — сказала профессор София Лант, исследователь рака из МГУ и соруководитель проекта.

Исследователи заявили, что нынешние одобренные FDA химикаты для ФДТ остаются в организме в течение длительного времени. После лечения пациентам приходится оставаться в темноте в течение двух-трех месяцев, поскольку даже слабый свет может вызвать у них волдыри и ожоги.

Напротив, исследователи обнаружили, что соли цианин-карборана выводятся из организма быстрее, оставаясь только в раковых клетках, требующих лечения.

Винсент Лавалло, профессор химии Калифорнийского университета в Риверсайде и один из главных исследователей, является экспертом по синтезу карборанов.

«Самое интересное — это способность этого вещества, которое мы создали, нацеливаться именно туда, где оно необходимо, и оставаться там, пока остальное проходит. Таким образом, вы убьете только те клетки, где находится рак, но не навредите пациенту», — сказал Лавалло.

Лавалло работал вместе с Ричардом Лантом, профессором химического машиностроения МГУ, над разработкой солей цианина и карборана.

В отличие от обычных агентов ФДТ, соли используют естественную уязвимость раковых клеток. Они поглощаются белками, называемыми OATP, которые сверхэкспрессируются в опухолях. Это позволяет точно нацеливаться без необходимости в дорогостоящих дополнительных химикатах, которые в настоящее время используются с ФДТ для нацеливания на раковые клетки.

Традиционная ФДТ также ограничена в своей способности лечить глубоко расположенные опухоли, поскольку она работает с длинами волн света, которые проникают в тело лишь на несколько миллиметров. Попав внутрь раковых клеток, соли цианин-карборана могут активироваться ближним инфракрасным светом, который способен проникать глубже в ткани. Это может расширить спектр видов рака, которые можно лечить.

Учитывая их успех, исследователи призываются продолжить исследования и попытаться расширить типы терапии рака, с которыми могут использоваться соли. Возможно, удастся изменить соли так, чтобы их можно было использовать с источниками энергии, отличными от света, которые проникают еще глубже в тело.

«Наша работа предлагает целенаправленное, безопасное и экономически эффективное лечение агрессивного рака груди с ограниченными вариантами лечения», — сказал Амир Рошанзаде, первый автор статьи и аспирант кафедры клеточной и молекулярной биологии МГУ. «Она также открывает двери для прорывов в других подходах к терапии рака и адресной доставке лекарств».