Радиация in vivo уничтожает рак изнутри.

Простое соединение для направленной терапии альфа-частицами прикрепляется к органелле заражённой клетки, и повреждают её. Источник.

Команда учёных из Кластера новаторских исследований и Центра ускорительных исследований (CPR и RNC соответственно)японского научно-исследовательского комплекса RIKEN разработали новую воодушевляющую методику лечения онкологических заболеваний. Причём мало того, что разработка потенциально может лечить несколько видов рака, так ещё весь процесс вызывает меньше осложнений и побочных эффектов, чем сегодня практикуемые способы.

Исследование, проводимое под руководством Кацунори Танака и Хиромицу Хаба, показало, что авторская концепция радиоактивной инъекции, которая «прицельно» испускает небольшие порции альфа-излучения, способна выдать ошеломляющие результаты, о чём и было сообщено в статье, опубликованной 27 июня в журнале Chemical Science. Так, по итогам тестирования мышей, заражённых раком лёгких, под воздействием процедуры рост опухолей сократился почти в три раза, а выживаемость подопытных составила 100%. Самое интересное, что эти показатели стали следствием всего лишь одной инъекции, избирательно действующей только внутри заражённых клеток, не затрагивая при этом здоровые ткани.

Как известно, стандартные сейчас химио- и лучевая терапия обладают чрезвычайно разрушительными для организма побочными эффектами и, тем не менее, не могут гарантировать уничтожение всех больных клеток; особенно это касается тяжёлых случаев, когда метастазы уже распространились по всему телу. Вследствие этого создание лечения с целенаправленным воздействием только на опухолевые клетки стало основным устремлением большинства противораковых исследований. И прогресс действительно есть: мы уже можем применять точечные методы лечения к некоторым видам рака.

Будучи главным научным сотрудником CPR, Кацунори Танака обладает уже весьма богатым опытом в изобретении методов прицельной доставки лекарств к раковым клеткам. В том числе его можно считать одним из первопроходцев методов сборки сложных лекарств, слишком токсичных при введении в готовом виде, внутри живого организма ‒ то, что в медицине называется in vivo. В 2019 году он с коллегами создал химическую комбинацию с использованием металлофермента в роли катализатора, превращающего вводимый пациенту препарат в противораковое органическое соединение растительного происхождения. А в прошлом году его команде удалось применить катализатор из переходных металлов, поместив его в белок-носитель, к поверхности которого были прикреплены цепи молекул сахара, связывающих рак. Это позволило подавить распространение метастаз и резко снизить побочные эффекты лечения. Однако онкологические заболевания довольно разнообразны, а упомянутые подходы применимы не ко всем их видам.

«Одним из величайших преимуществ нашего нового метода, ‒ говорит профессор Танака, ‒ является то, что его можно использовать для лечения многих видов рака без каких-либо целевых векторов, таких как антитела или пептиды».

Новый метод основан на базовой химии и одной особенности раковых клеток: в них накапливается соединение акролеин. Несколько лет назад аналогичное решение позволило команде Танаки обнаружить отдельные клетки рака молочной железы. Тогда учёные присоединили флуоресцентное соединение к определённому типу азида ‒ так называется органическая молекула с группой из трёх атомов азота (N₃) на конце, ‒ с которым акролеин легко взаимодействует.

Когда азид и акролеин встречаются внутри раковой клетки, они вступают в реакцию, и флуоресцентное соединение прикрепляется к структурам внутри раковой клетки. А раз уж акролеин почти отсутствует в здоровых клетках, то в деле выявления раковых клеток метод выступил в роли лакмусовой бумажки.

Теперь же исследователи пошли чуть дальше и вместо простого обнаружения раковых клеток, нацелились на их уничтожение. Логика была довольно проста: вместо того, чтобы снабдить азидом флуоресцентное соединение, решено было прикрепить его к чему-то, что может убить больную клетку, не повреждая здоровые. В качестве оружия выбор пал на астат-211 ‒ радионуклид, испускающий при распаде очень небольшое количество альфа-частиц радиации.

И такое положение довольно интересно, ведь альфа-частицы чуть более смертоносны по сравнению с обычными формами лучевой терапии. Однако, с другой стороны, они могут перемещаться всего лишь на одну двадцатую (0.05) миллиметра, а остановить их можно вообще простым листом бумаги. При этом размеры клеток, из которых мы состоим, колеблются вокруг значений 10‒50 мкм (0.01‒0.05 мм). Так что, теоретически, когда астат-211 закрепится внутри раковой клетки, испускаемые им частицы должны повреждать именно раковую клетку и совсем не намного дальше.

Как только команда сумела прикрепить этот боезаряд к азидному зонду, перед ними открылась возможность проверить свою теорию экспериментально. Для этого клетки опухоли лёгкого человека были имплантировали мышам, а затем проведено лечение путём однократной инъекции. Сравнительное тестирование базировалось на трёх тактиках. В одних случаях в опухоль вводили непосредственно само действующее вещество ‒ астат-211; в других ‒ в опухоль вводили зонд астат-211-азид; и, наконец, в третьем варианте применялась инъекция зонда астат-211-азид в кровоток.

Как и ожидалось, без зондирующего элемента опухоли продолжали расти, а мыши не выживали. А вот использование азидного «прицела» почти втрое сократило рост очагов и повысило выживаемость подопытных: 100% при введении состава в опухоль и 80% ‒ при введении в кровь.

«Мы обнаружили, что всего одна инъекция опухоли с радиоактивностью всего 70 кБк [беккерель – единица измерения радиоактивности по числу распадов в секунду] была чрезвычайно эффективной для нацеливания и уничтожения опухолевых клеток, ‒ говорит профессор Танака. ‒ Даже при введении лечебного соединения в кровоток мы смогли добиться аналогичных результатов. Это означает, что мы можем использовать этот метод для лечения рака на очень ранней стадии, даже если мы не знаем, где находится опухоль».

Ко всему прочему команда делится успехами по приближению возможностей широкого применения её наработок. Так, флуоресцентное зондирование по описанному методу уже проходит клинические испытания как способ визуализации и диагностики рака на клеточном уровне. Следующим шагом в планах исследователей значится начало клинических испытаний нового метода лечения рака у людей, но для этого предстоит ещё немало поработать и найти партнёров. 

АРМК, по материалам MedicalXpress.