Ученым удалось в 10 раз снизить порог обнаружения онкопрепаратов в раковых клетках. Работа выполнена в Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН. Применение этого открытия позволит анализировать воздействие лекарств на отдельные фрагменты опухоли и разрабатывать программы индивидуальной терапии для онкобольных.

Трудоемкость отслеживания препарата на клеточном уровне - большая проблема для ученых, разрабатывающих лекарства. Как рассказал "Известиям" руководитель лаборатории Института органической химии им. Н.Д. Зелинского член-корреспондент РАН Валентин Анаников, раковые клетки способны неконтролируемо делиться и в них нарушена работа аппарата подавления мутаций. Генетическая неоднородность в пределах одной опухоли может достигать нескольких миллионов мутаций. Эти различия отражаются на метаболизме и поведении клеток, в том числе на их восприимчивости к тем или иным лекарственным препаратам. Фрагменты опухоли различаются между собой даже внутри небольшого участка.

Для исследования клеточных препаратов, извлеченных из тела больного с помощью биопсии, используется масс-спектрометр. Молекулы нужного вещества ионизируют, а затем определяют отношение их массы к заряду. Для разных молекул эта величина будет различной.

- Процесс обнаружения химических веществ и продуктов их реакции на уровне отдельных клеток сталкивался с многообразными трудностями - в частности, это недостаточная интенсивность маркируемого вещества, - пояснил Валентин Анаников.

Исследователи предложили новый подход к решению этих проблем. Они синтезировали заряженное вещество - конъюгат - на основе известного противоракового препарата митоксантрон. Новый препарат хорошо растворяется в воде и обладает высокой биологической активностью. Благодаря тому, что вещество было заранее ионизировано, химикам удалось достичь значительного снижения порога его обнаружения.

- Масс-спектрометр создает однозарядные ионы. А наш препарат уже несет в себе четыре заряда. Прибор становится более чувствителен к такому веществу. Это позволяет отследить меньшее количество препарата в конкретных клетках, - пояснила старший научный сотрудник ИОХ РАН кандидат биологических наук Ксения Егорова.

Умение обнаруживать активное вещество на уровне отдельных клеток позволит медикам подбирать комплексы противораковых препаратов более точно. У больных будут брать клетки опухоли на биопсию и исследовать их с помощью различных предварительно заряженных препаратов. Подбор терапии будет индивидуальным для каждого больного.

- Гетерогенность (разнородность. - "Известия") клеточных популяций повышает их устойчивость к воздействию химических веществ и не позволяет остановить деление вредоносных клеток за короткое время. И если раньше у нас не было возможности исследовать этот процесс, то сейчас мы создали эффективный инструмент для прямого изучения взаимодействия тканей с лекарством. Мы уверены, что понимание механизмов такого взаимодействия выведет исследования на новый уровень и позволит в будущем разработать новые, более эффективные препараты, - заявил Валентин Анаников.

Этап клинического внедрения нового подхода еще впереди, однако сделанное фундаментальное открытие позволит ученым уже сейчас начать работу над созданием более "узконаправленных" препаратов.

- Наш метод поможет подобрать наиболее эффективное лекарство. Он позволит синтезировать препарат, воздействующий на конкретные типы клеток в опухоли. Можно будет посмотреть, в каких клетках он лучше накапливается, какие убивает наиболее эффективно. Но до клинической практики пока еще далеко, - пояснила старший научный сотрудник ИОХ РАН кандидат биологических наук Ксения Егорова.

Как рассказала "Известиям" руководитель Центра персонализированной онкологии Сеченовского университета Марина Секачева, открытие может обеспечить прорыв в индивидуальном подходе к лечению онкобольных.

- Сегодня митоксантрон широко используется в практической онкологии для лечения рака молочной железы, неходжкинской лимфомы, лейкозов, рака предстательной железы. К сожалению, он обладает целым рядом побочных эффектов: особенные опасения вызывает необратимая кардиотоксичность. Создание конъюгата позволит лучше изучить движение и действие препарата на клеточном уровне, что позволяет надеяться на поиск индивидуального персонализированного подхода к лечению, - считает Марина Секачева.

Работа выполнена ИОХ РАН при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Проект стартовал в 2014 году и рассчитан на пять лет. Результаты исследования недавно опубликованы в журнале Американского химического общества Analytical Chemistry.

Мария Недюк

Похожие новости

  • 14/09/2018

    Ученые создали белки, свойства которых можно изменять светом

    ​Исследователи разработали флуоресцентные белки, свойствами которых можно управлять с помощью оранжевого и зеленого света. Эти белки помогут ученым исследовать процессы жизнедеятельности в живых клетках.
    543
  • 23/06/2018

    Российские ученые нашли вещество, ослабляющее защиту раковых клеток

    ​Российские молекулярные биологи открыли вещество, способное "отключать" белки, мешающие химиотерапии убивать раковые клетки, и успешно проверили его работу на культурах рака прямой кишки.
    1384
  • 09/04/2019

    Российские ученые уточнили, как космические лучи действуют на мозг

    ​Нейрофизиологи из МФТИ, НИИ Анохина и Курчатовского института проследили за действием нейтронов на мозг мышей и пришли к выводу, что они не ухудшают интеллектуальные способности грызунов, но подавляют формирование новых клеток в центре памяти.
    412
  • 27/08/2018

    Ученые раскрыли механизм работы связанных с раком и аутизмом белков

    ​Ученые определили роль нового семейства белков, связанных с раком и аутизмом. Результаты работы опубликованы в высокорейтинговом журнале Molecular Cell. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ).
    655
  • 21/12/2018

    Нейрофизиологи показали, как депрессия меняет реакцию на стресс

    ​Ученые выяснили, что умеренный стресс, малозначимый для здорового человека, при депрессии вызывает более сильную и продолжительную реакцию. Полученные данные помогут понять механизм развития болезни и разработать новые методы диагностики.
    1142
  • 27/12/2017

    Исследователи реализуют проект, позволяющий исправлять мутации ДНК митохондрий

    ​В последнее время все чаще можно услышать о тяжелых наследственных заболеваниях митохондриальной этиологии. Эти недуги вызываются дефектами митохондрий, которые являются своеобразными "энергетическими станциями" клеток организма.
    1972
  • 20/11/2018

    Ученые установили, что набеги насекомых остаются в памяти деревьев

    Оригинальный способ предсказания будущих атак вредителей растений разработан учеными Института проблем экологии и эволюции РАН Булатом Хасановым и Робертом Сандлерским. Они предложили оценивать число вредителей по структуре древесины.
    663
  • 16/05/2018

    Российские биохимики нашли новые ферменты с необычной активностью

    ​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах.
    1124
  • 26/07/2018

    Антитела из полимеров позволят эффективно уничтожать раковые клетки

    ​Международная группа исследователей под руководством Николая Барлева, заведующего Лабораторией клеточного сигналинга МФТИ, показала принципиальную возможность создания нового класса противоопухолевых препаратов на основе nanoMIP - «пластиковых антител».
    798
  • 25/09/2018

    Физики измерили намагниченность диэлектрика за одну триллионную долю секунды

    Коллектив ученых из России, Германии, Швеции и Японии разработал способ изменить намагниченность диэлектрика, воздействуя на него сверхкороткими лазерными импульсами. Ученым удалось добиться времени изменения намагниченности в одну пикосекунду – это в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее.
    748