Сотрудники химического факультета МГУ совместно с коллегами из Института проблем химической физики РАН исследовали новые вещества, способные генерировать активный кислород для фотодинамической терапии злокачественных новообразований. Тестирование на клетках рака шейки матки выявило на порядок улучшенную противораковую активность по сравнению с применяемым сейчас медицинским препаратом. Работа опубликована в Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry.

Один из методов лечения онкологических заболеваний — фотодинамическая терапия с использованием фотосенсибилизаторов. Эти вещества поражают сосудистую сеть опухоли: закупоривают сосуды, прижигают их и ограничивают доступ питательных веществ. Также под действием активных форм кислорода, вырабатываемых при облучения, из-за частичного разрушения клетки высвобождаются ферменты, запускающие гибель раковых клеток.

«Особенность активных метаболитов кислорода — очень короткое время жизни, – рассказывает руководитель проекта Татьяна Дубинина, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник НИЛ биоэлементоорганической химии химического факультета МГУ. — Поэтому при быстром действии будут поражаться только те участки биологических тканей, на которые действует облучение. К тому же фотосенсибилизатор преимущественно накапливается в опухоли, поскольку ее клетки очень быстро растут, делятся и поглощают все возможные вещества из кровотока. Так как облучается только участок с опухолью, то даже если краситель по пути попал в здоровые ткани, генерироваться активные формы кислорода за пределами опухоли все равно не смогут. По сути мы имеем дело с высокоселективным методом лечения, поражающим практически только больные клетки — это основное преимущество метода по сравнению с химио- и радиотерапией».

Для данного метода необходима разработка фотосенсибилизаторов, которые будет устойчивыми по отношению к высоким температурам и лазерному излучению. Для того, чтобы излучение не действовало на другие вещества в организме (воду, гемоглобин и разные окрашенные соединения), фотосенсибилизаторы должны поглощать свет в пределах особого «терапевтического окна».

«Всем этим требованиям удовлетворяют предложенные нами соединения — галогенированные тетрапирольные фталоцианины, — рассказала соавтор работы Елена Горбунова, младший научный сотрудник НИЛ органического синтеза химического факультета МГУ. — Мы исследовали ряд фотосенсибилизаторов и оказалось, что поглощение полностью хлорированным веществом приводит к лучшему проникновению в биологические ткани. Мы выбрали это соединение как наиболее активное и тестировали его. Поскольку само оно в воде не растворяется, для доставки в клетки мы загружали его в наноконтейнеры – биоразлагаемые мицеллы. Затем измеряли выход активных форм кислорода, поглощение и действие на раковые клетки».

Исследование противораковой активности проводилось на быстро делящихся клетках рака шейки матки. Два образца красителя сравнивали с медицинским препаратом, одобренным для фотодинамической терапии. Новое соединение оказалось в плане фотоактивности на порядок лучше, чем одобренный препарат.

«Одобренный препарат к тому же обладает существенным недостатком, — пояснила Татьяна Дубинина. — Его выделяют из водоросли, которая содержит несколько похожих веществ и единственное активное. Поскольку примеси снижают активность препарата, необходима сложная и дорогостоящая очистка. Наше вещество является индивидуальной молекулой и таких недостатков не имеет».

В дальнейшем авторы планируют исследовать новые контейнеры для доставки этого фотосенсибилизатора в клетки опухоли, а также проверить действие нового активного соединения на других линиях клеток и на животных.