Ученые разрабатывают препарат для лечения рака на основе молибдена

Разработкой нового лекарственного препарата занимаются ученые из Института неорганической химии СО РАН, лаборатории полиядерных координационных соединений Новосибирского государственного университета и ряда научно-исследовательских институтов СО РАН и СО РАМН, сообщает портал riaami.ru.

Новосибирские химики совместно с биологами провели исследование действия кластеров молибдена, включенных в частицы диоксида кремния, на раковые клетки карциномы гортани и впервые доказали эффективность использования этих комплексов на живых системах в фотодинамической терапии рака. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry B.

Специалисты из Института неорганической химии и НГУ занимаются изучением кластеров молибдена и вольфрама на протяжении длительного времени и выявили ряд интересных свойств у этих комплексов.  Под воздействием ультрафиолетового излучения кластеры молибдена, в частности, начинают светиться красным светом. Но если кластеры люминесцируют в присутствии кислорода, который находится вокруг нас в невозбужденном триплетном состоянии, то они влияют на него и он переходит в очень активную синглетную форму.

Синглетный кислород в медицинской практике используется в фотодинамической терапии рака, основанной на применении веществ, чувствительных к свету (фотосенсибилизаторов) и лазерного излучения с длиной волны, соответствующей пику поглощения фотосенсибилизатора. Новосибирские ученые решили сделать новый фотосенсибилизатор на основе кластеров молибдена.

По словам ученых, в настоящее время в качестве фотосенсибилизаторов в основном используются порфирины (природные макрогетероцикличные пигменты, содержащие в молекуле цикл порфина), однако у них есть ряд недостатков, например, их, как органические соединения, трудно обнаружить в организме какими-либо другими методами, кроме люминесценции. Так как кластеры молибдена имеют в своей основе атомы металла, препарат можно быстро обнаружить в организме после введения с помощью рентгена, после чего провести терапевтическую процедуру.

Следующим шагом в работе стала модификация шестиядерных кластеров молибдена для того, чтобы они стали биосовместимыми. В качестве матрицы-носителя для кластерных комплексов были выбраны частицы диоксида кремния. Это вещество легко модифицировать, чтобы сделать достаточно маленькие наночастицы размером 50 нм и конъюгировать их, тесно сблизить, с антителами, относящимися к гиперэкспрессивному гену, например, HER2, которого у некоторых видов раковых клеток становится очень много. После конъюгации с антителом наночастицы пойдут непосредственно в опухоль.

В качестве анититела к гену HER2 исследователи взяли препарат герцептин — здоровые клетки, которые не гиперэкспрессируют этот ген, практически его не накапливают, в то время как раковые клетки с гиперэкспрессией гена накапливают очень быстро.

Ученые синтезировали различные кластерные комплексы с частицами разного размера, и им удалось найти оптимальную комбинацию, которая хорошо люминесцировала и генерировала синглетный кислород. После этого совместно с коллегами-биологами специалисты показали, что наночастицы проникают в опухоль (карцинома гортани), и под воздействием синглетного кислорода, который образуется под ультрафиолетовым излучением, раковые клетки умирают.

Сейчас препарат на основе молибденовых кластеров проходит доклинические испытания на животных.