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

  • 26/12/2016

    Российские генетики разработали методику поиска ключей для подавления ВИЧ

    ​Генетики из Института иммунологии и Московского университета придумали способ, который позволит быстро выделить гены и белки, которые ВИЧ использует для заражения человеческих клеток и размножения внутри них, и найти антитела, блокирующие их работу, говорится в статье, опубликованной в Journal of Immunological Methods.
    883
  • 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.
    616
  • 05/04/2018

    Российские ученые создали первый «настоящий» 3D-принтер

    ​Российские биологи и физики создали уникальные наночастицы, позволяющие печатать трехмерные структуры произвольной формы и любых размеров в один присест с помощью обычного инфракрасного лазера.
    301
  • 09/01/2018

    Российские ученые нашли устойчивые к прорастанию гибриды пшеницы и пырея

    Биологи из Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева, Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН и ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии РАН оценили устойчивость различных сортов гибрида пшеницы и пырея к предуборочному прорастанию и нашли связанный с ней ген.
    355
  • 15/12/2017

    Российские ученые исследовали взаимодействия одиночных импульсов

    ​Российские ученые изучили поведение одиночных импульсов волн - однократных возмущений, распространяющихся в пространстве или в среде, - при их столкновении в нелинейных средах. Результаты работы ученых из России и Швеции опубликованы в журнале Nonlinear Dynamics.
    496
  • 30/05/2017

    Российские биохимики смоделировали фотосинтезирующий комплекс цианобактерий

    ​В Институте физиологии растений имени К.А. Тимирязева (ИФР) РАН изучили строение фикобилисомной антенны цианобактерий – макромолекулярного комплекса, ответственного за фотосинтез в клетках бактерий.
    562
  • 09/01/2018

    Геофизики исследовали космические хоры в радиационном поясе Земли

    ​Ученые из Полярного геофизического института исследуют низкочастотные сигналы, которые способны влиять на радиационный пояс Земли. Прогноз поведения пояса позволит минимизировать вред от космической радиации для спутников и космонавтов.
    395
  • 08/04/2016

    Российские ученые изучили атеросклеротические изменения сосудов

    ​Группа ученых из МГУ исследовала генетические механизмы, стоящие за развитием атеросклеротических изменений сосудов. Полученные результаты потенциально имеют практическое значение для оценки риска возникновения инфаркта миокарда.
    1246
  • 27/02/2017

    Иван Звягин: персональная медицина будет слишком дорогой для людей

    ​Научный сотрудник Института биоорганической химии РАН Иван Звягин рассказал о том, какие проблемы стоят на пути "наук о жизни" в России и коммерциализации их результатов, почему персональная медицина пока остается мечтой и о том, почему медицинские стартапы нередко проваливаются.
    1006
  • 16/03/2018

    Компьютерная программа выжмет максимум нефти из земли

    ​Необычная компьютерная программа использует довольно простую основу, созданную в 1956 году, но при этом может то, что недоступно более сложным современным алгоритмам. Ученые из Института динамики геосфер, Института физики Земли, Почвенного института РАН и МГУ имени М.
    312